1:什么是Linux下的守護進程

　　Linux daemon是運行于后臺常駐內存的一種特殊進程，周期性的執行或者等待trigger執行某個任務，與用戶交互斷開，獨立于控制終端。一個守護進程的父進程是init進程，它是一個孤兒進程，沒有控制終端，所以任何輸出，無論是向標準輸出設備stdout還是標準出錯設備stderr的輸出都被丟到了/dev/null中。守護進程一般用作服務器進程，如httpd，syslogd等。

2:進程，進程組，會話，控制終端之間的關系

因為守護進程的創建需要改變這些環境參數，所以了解它們之間的關系很重要:

上圖就描述了它們之間的聯系:

　　2.1 進程組:它是由一個或多個進程組成，進程組號(GID)就是這些進程中的進程組長的PID。

　　2.2 會話:其實叫做會話期(session)，它包括了期間所有的進程組，一般一個會話期開始于用戶login，一般login的是shell終端，所以shell終端又是此次會話期的首進程，會話一般結束于logout。對于非進程組長，它可以調用setsid()創建一個新的會話。

　　2.3 控制終端(tty):一般就是指shell終端，它在會話期中可有也可以沒有。

3:創建一個daemon的幾個步驟

　　3.1 實例(創建一個daemon,每隔10秒向/mydaemon.log文件寫入當前時間一共三次)

void mydaemon(void) { pid_t pid;int fd, i, nfiles;struct rlimit rl;pid = fork();if(pid < 0)ERROR_EXIT("First fork failed!");if(pid > 0)exit(EXIT_SUCCESS);// father exitif(setsid() == -1)ERROR_EXIT("setsid failed!");pid = fork();if(pid < 0)ERROR_EXIT("Second fork failed!");if(pid > 0)// father exitexit(EXIT_SUCCESS);#ifdef RLIMIT_NOFILE/* 關閉從父進程繼承來的文件描述符 */if (getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) == -1)ERROR_EXIT("getrlimit failed!");nfiles = rl.rlim_cur = rl.rlim_max;setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);for(i=3; i<nfiles; i++)close(i);#endif/* 重定向標準的3個文件描述符 */if(fd = open("/dev/null", O_RDWR) < 0)ERROR_EXIT("open /dev/null failed!");for(i=0; i<3; i++)dup2(fd, i);if(fd > 2) close(fd);/* 改變工作目錄和文件掩碼常量 */chdir("/");umask(0); }

3.2 解讀創建daemon的過程

　　A(7~12行):成為后臺進程

　　　　用fork創建子進程，父進程退出，子進程成為孤兒進程被init接管，子進程變為后臺進程。

　　B(14~15行):脫離父進程的控制終端，登陸會話和進程組

　　　　調用setsid()讓子進程成為新會話的組長，脫離父進程的會話期。setsid()在調用者是某進程組組長時會失敗，但是A已經保證了子進程不會是組長，B之后子進程變成了新會話組的組長。

　　C(17~22行):禁止進程重新開啟控制終端

　　　　因為會話組的組長有權限重新打開控制終端，所以這里第二次fork將子進程結束，留著孫進程，孫進程不是會話組的組長所以沒有權利再打開控制終端，這樣整個程序就與控制終端隔離了。

　　D(23~31行):關閉文件描述符

　　　　進程從創建它的父進程那里繼承了打開的文件描述符。如不關閉，將會浪費系統資源，造成進程所在的文件系統無法卸下以及引起無法預料的錯誤。

　　E(32~36行):重定向0,1,2標準文件描述符

　　　　將三個標準文件描述符定向到/dev/null中

　　F(38~40行):改變工作目錄和文件掩碼

　　　　進程活動時，其工作目錄所在的文件系統不能卸下(比如工作目錄在一個NFS中,運行一個daemon會導致umount無法成功)。一般需要將工作目錄改變到根目錄。對于需要轉儲核心，寫運行日志的進程將工作目錄改變到特定目錄如chdir("/tmp")，進程從創建它的父進程那里繼承了文件創建掩模。它可能修改守護進程所創建的文件的存取位。為防止這一點，將文件創建掩模清除：umask(0);

　　注:D,E,F三步是對當前工作環境的修改，可以先做，因為這些修改都會被子進程繼承下來

4:實例運行

#define ERROR_EXIT(m)\ do\ {\perror(m);\exit(EXIT_FAILURE);\ }\ while(0)int main(int argc, char **argv) {time_t t;int fd, i;mydaemon();fd = open("./mydaemon.log", O_RDWR|O_CREAT, 0644);if(fd < 0)ERROR_EXIT("open /mydaemon.log failed!");for(i=0; i<3; i++){t = time(0);char *buf = asctime(localtime(&t));write(fd, buf, strlen(buf));sleep(10);}close(fd);return 0; }

上圖是main函數，運行結果如下圖:

有圖可知，在open /mydaemon.log文件沒有權限，而切換到root權限后執行成功，文件的內容也是每10秒間隔寫入一次時間。因為我創建的mydaemon程序的工作目錄已經切換到了根目錄，所以普通用戶沒有在根目錄下創建文件的權限。如果這里將文件創建在當前目錄的話就不用切換到root權限。

5:函數daemon()

　　其實在linux下已經有函數daemon函數用于創建一個后臺程序了，所以上面的工作已經被加入了函數庫，直接使用輪子。

　　5.1 daemon函數原型及描述

#include <unistd.h> int daemon(int nochdir, int noclose);DESCRIPTIONThe daemon() function is for programs wishing to detach themselves from the controlling terminal and run in the background as system daemons.If nochdir is zero, daemon() changes the process's current working directory to the root directory ("/"); otherwise,the current working directory is left unchanged.If noclose is zero, daemon() redirects standard input, standard output and standard error to /dev/null; otherwise, no changes are mad to these file descriptors.

通過man手冊的描述可知，函數daemon接收兩個參數:

　　nochdir:如果是0，將當前工作目錄切換到根目錄"/"，否則工作目錄不改變。

　　noclose:如果是0，將0,1,2重定向到/dev/null，否則不變。

　　5.2 mydaemon和daemon

　　其實可以將mydeamon函數稍加修改符合daemon函數

void mydaemon(int nochdir, int noclose) { pid_t pid;int fd, i, nfiles;struct rlimit rl;pid = fork();if(pid < 0)ERROR_EXIT("First fork failed!");if(pid > 0)exit(EXIT_SUCCESS);// father exitif(setsid() == -1)ERROR_EXIT("setsid failed!");pid = fork();if(pid < 0)ERROR_EXIT("Second fork failed!");if(pid > 0)// father exitexit(EXIT_SUCCESS);#ifdef RLIMIT_NOFILE/* 關閉從父進程繼承來的文件描述符 */if (getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) == -1)ERROR_EXIT("getrlimit failed!");nfiles = rl.rlim_cur = rl.rlim_max;setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);for(i=3; i<nfiles; i++)close(i);#endif/* 重定向標準的3個文件描述符 */if(!noclose){if(fd = open("/dev/null", O_RDWR) < 0)ERROR_EXIT("open /dev/null failed!");dup2(fd, STDIN_FILENO);dup2(fd, STDOUT_FILENO);dup2(fd, STDERR_FILENO); if(fd > 2)close(fd);}/* 改變工作目錄和文件掩碼常量 */if(!nochdir)chdir("/");umask(0); }

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問題:這樣普通用戶調用mydaemon(0,0)函數時還是會在console提示open mydaemon.log failed!: Permission denied，但是在37~39行已經將它們重定向到了/dev/null了，很疑惑？？當你close(0,1,2)之后普通用戶才不會提示錯誤信息。

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linux編程-守護進程編寫守護進程（Daemon）是運行在后臺的一種特殊進程。它獨立于控制終端并且周期性地執行某種任務或等待處理某些發生的事件。守護進程是一種很有用的進程。 Linux的大多數服務器就是用守護進程實現的。比如，Internet服務器inetd，Web服務器httpd等。同時，守護進程完成許多系統任務。比如，作業規劃進程crond，打印進程lpd等。守護進程的編程本身并不復雜，復雜的是各種版本的Unix的實現機制不盡相同，造成不同 Unix環境下守護進程的編程規則并不一致。需要注意，照搬某些書上的規則（特別是BSD4.3和低版本的System V）到Linux會出現錯誤的。下面結合一些前輩的文檔和自己的例子說說守護進程的編程。.基本概念 .進程.每個進程都有一個父進程.當子進程終止時，父進程會得到通知并能取得子進程的退出狀態。 .進程組.每個進程也屬于一個進程組.每個進程主都有一個進程組號，該號等于該進程組組長的PID號.一個進程只能為它自己或子進程設置進程組ID號 .會話期.對話期(session)是一個或多個進程組的集合。.setsid()函數可以建立一個對話期：如果，調用setsid的進程不是一個進程組的組長，此函數創建一個新的會話期。(1)此進程變成該對話期的首進程(2)此進程變成一個新進程組的組長進程。(3)此進程沒有控制終端，如果在調用setsid前，該進程有控制終端，那么與該終端的聯系被解除。如果該進程是一個進程組的組長，此函數返回錯誤。(4)為了保證這一點，我們先調用fork()然后exit()，此時只有子進程在運行，子進程繼承了父進程的進程組ID，但是進程PID卻是新分配的，所以不可能是新會話的進程組的PID。從而保證了這一點。if((pid=fork())>0) //parentexit(0);else if(pid==0){ //th1 childsetsid(); //th1是成為會話期組長if(fork() ==0){ //th2不會是會話期組長(變成孤兒進程組)...}}一． 守護進程及其特性(1)守護進程最重要的特性是后臺運行。在這一點上DOS下的常駐內存程序TSR與之相似。(2)其次，守護進程必須與其運行前的環境隔離開來。這些環境包括未關閉的文件描述符，控制終端，會話和進程組，工作目錄以及文件創建掩模等。這些環境通常是守護進程從執行它的父進程（特別是shell）中繼承下來的。(3)最后，守護進程的啟動方式有其特殊之處。它可以在Linux系統啟動時從啟動腳本/etc/rc.d中啟動，可以由作業規劃進程crond啟動，還可以由用戶終端（通常是 shell）執行。總之，除開這些特殊性以外，守護進程與普通進程基本上沒有什么區別。因此，編寫守護進程實際上是把一個普通進程按照上述的守護進程的特性改造成為守護進程。二． 守護進程的編程要點 (來自UEAP)前面講過，不同Unix環境下守護進程的編程規則并不一致。所幸的是守護進程的編程原則其實都一樣，區別在于具體的實現細節不同。這個原則就是要滿足守護進程的特性。同時，Linux是基于Syetem V的SVR4并遵循Posix標準，實現起來與BSD4相比更方便。編程要點如下；1. 在后臺運行。為避免掛起控制終端將Daemon放入后臺執行。方法是在進程中調用fork使父進程終止，讓Daemon在子進程中后臺執行。if(pid=fork())exit(0); //是父進程，結束父進程，子進程繼續2. 脫離控制終端，登錄會話和進程組進程屬于一個進程組，進程組號（GID）就是進程組長的進程號（PID）。登錄會話可以包含多個進程組。這些進程組共享一個控制終端。這個控制終端通常是創建進程的登錄終端。控制終端，登錄會話和進程組通常是從父進程繼承下來的。我們的目的就是要擺脫它們，使之不受它們的影響。方法是在第1點的基礎上，調用setsid()使進程成為會話組長：setsid();說明：當進程是會話組長時setsid()調用失敗。但第一點已經保證進程不是會話組長。setsid()調用成功后，進程成為新的會話組長和新的進程組長，并與原來的登錄會話和進程組脫離。由于會話過程對控制終端的獨占性，進程同時與控制終端脫離。3. 禁止進程重新打開控制終端現在，進程已經成為無終端的會話組長。但它可以重新申請打開一個控制終端。可以通過使進程不再成為會話組長來禁止進程重新打開控制終端：if(pid=fork())exit(0); //結束第一子進程，第二子進程繼續（第二子進程不再是會話組長）4. 關閉打開的文件描述符進程從創建它的父進程那里繼承了打開的文件描述符。如不關閉，將會浪費系統資源，造成進程所在的文件系統無法卸下以及引起無法預料的錯誤。按如下方法關閉它們：for(i=0;i 關閉打開的文件描述符close(i);>5. 改變當前工作目錄進程活動時，其工作目錄所在的文件系統不能卸下。一般需要將工作目錄改變到根目錄。對于需要轉儲核心，寫運行日志的進程將工作目錄改變到特定目錄如 /tmpchdir("/")6. 重設文件創建掩模進程從創建它的父進程那里繼承了文件創建掩模。它可能修改守護進程所創建的文件的存取位。為防止這一點，將文件創建掩模清除：umask(0);7. 處理SIGCHLD信號處理SIGCHLD信號并不是必須的。但對于某些進程，特別是服務器進程往往在請求到來時生成子進程處理請求。如果父進程不等待子進程結束，子進程將成為僵尸進程（zombie）從而占用系統資源。如果父進程等待子進程結束，將增加父進程的負擔，影響服務器進程的并發性能。在Linux下可以簡單地將 SIGCHLD信號的操作設為SIG_IGN。signal(SIGCHLD,SIG_IGN);這樣，內核在子進程結束時不會產生僵尸進程。這一點與BSD4不同，BSD4下必須顯式等待子進程結束才能釋放僵尸進程。三． 守護進程實例守護進程實例包括兩部分：主程序test.c和初始化程序init.c。主程序每隔一分鐘向/tmp目錄中的日志test.log報告運行狀態。初始化程序中的init_daemon函數負責生成守護進程。讀者可以利用init_daemon函數生成自己的守護進程。 #include<unistd.h> #include<signal.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<sys/param.h> #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<time.h>void init_daemon() { int pid; int i; pid=fork(); if(pid<0) exit(1); //創建錯誤，退出 else if(pid>0) //父進程退出exit(0);setsid(); //使子進程成為組長 pid=fork(); if(pid>0)exit(0); //再次退出，使進程不是組長，這樣進程就不會打開控制終端 else if(pid<0) exit(1);//關閉進程打開的文件句柄 for(i=0;i<NOFILE;i++)close(i); chdir("/root/test"); //改變目錄 umask(0);//重設文件創建的掩碼 return; }void main() {FILE *fp;time_t t;init_daemon();while(1){sleep(60); //等待一分鐘再寫入fp=fopen("testfork2.log","a");if(fp>=0){time(&t);fprintf(fp,"current time is:%s\n",asctime(localtime(&t))); //轉換為本地時間輸出fclose(fp);}}return; }

運行下面的命令：

cc testfork2.c -o testfork2

./testfork2

ps -ef|grep testfork2 可以查找到對應的進程

kill -9 1231殺死進程

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux 守护进程创建原理及简易方法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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