Linux系统中的守护进程讲解

守护进程daemon，是生存期较长的一种进程。它们常常在系统自举时启动，仅在系统关闭时才终止。因为它们没有控制终端，所以说它们是在后台运行的。UNIX系统有很多守护进程，它们执行日常事务活动。

1、系统自举

自举（bootstrapping）一词来自于人都是靠自身的自举机构站立起来的这一思想。计算机必须具备自举能力将自己所有的元件激活，以便能完成加载 *** 作系统这一目的，然后再由 *** 作系统承担起那些单靠自举代码无法完成的更复杂的任务。

自举只有两个功能：加电自检和磁盘引导。

加电自检：当我们按下计算机电源开关时，头几秒钟机器似乎什么反应也没有，其实，这时的计算机正在进行加电自检，以断定它的所有元件都在正确地工作。如果某个元件有故障，显示器上就会出现报警提示信息（如果显示器也不能正常工作，则以一串嘟嘟声来报警）。由于大多数计算机工作非常可靠，加电自检报警非常罕见。

磁盘引导：查找装有 *** 作系统的磁盘驱动器。从磁盘加载 *** 作系统的原因有二，一是 *** 作系统升级简单容易，二是使用户拥有选择 *** 作系统的自由。

当加电自检和磁盘引导完成时，自举 *** 作就启动一个读写 *** 作系统文件和将它们复制到随机存储器中的过程，此时的机器才是真正意义上的计算机。计算机的启动可以有冷启动和热启动两种方式 ，它们之间的差别是热启动不进行机器的自检（机器本身配置的检查与测试），当计算机在使用过程中由于某些原因造成死机时，可以对计算机进行热启动处理。

2、守护进程的概念

通过ps axj命令可以查看到守护进程：

参数a表示不仅列当前用户的进程，也列出所有其他用户的进程，参数x表示不仅列有控制终端的进程，也列出所有无控制终端的进程，参数j表示列出与作业控制相关的信息。

代码如下:PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND 0 1 1 1 ? -1 Ss 0 0:01 /sbin/init 0 2 0 0 ? -1 S<0 0:00 [kthreadd] 2 3 0 0 ? -1 S<0 0:00 [migration/0] 2 4 0 0 ? -1 S<0 0:00 [ksoftirqd/0]... 1 2373 2373 2373 ? -1 S<s 0 0:00 /sbin/udevd --daemon... 1 4680 4680 4680 ? -1 Ss 0 0:00 /usr/sbin/acpid -c /etc... 1 4808 4808 4808 ? -1 Ss 102 0:00 /sbin/syslogd -u syslog...

凡是TPGID一栏写着-1的都是没有控制终端的进程，也就是守护进程。在COMMAND一列用[]括起来的名字表示内核线程，这些线程在内核里创建，没有用户空间代码，因此没有程序文件名和命令行，通常采用以k开头的名字，表示Kernel。init进程我们已经很熟悉了，udevd负责维护/dev目录下的设备文件，acpid负责电源管理，syslogd负责维护/var/log下的日志文件，可以看出，守护进程通常采用以d结尾的`名字，表示Daemon。 创建守护进程最关键的一步是调用setsid函数创建一个新的Session，并成为Session Leader。 例子： C/C++ Code复制内容到剪贴板 void daemonize(void) { pid_t pidprintf("into deamonizen")if (pid=fork() <0) { perror("fork")exit(1)} else if (pid !=0) { exit(0)} setsid()if (chdir("/") <0) { perror("chdir")exit(1)} close(0)open("/dev/null", O_RDWR)dup2(0, 1)dup2(0, 2)printf("out deamonizen")}

3、编写守护进程 在编写守护进程程序时，需遵循一些基本规则：

（1）首先要做的是调用umask将文件模式创建屏蔽字设置为0。

（2）调用fork，然后使父进程退出。

（3）调用setsid以创建一个新会话。

（4）将当前工作目录更改为根目录。

（5）关闭不再需要的文件描述符。

（6）某些守护进程打开/dev/null使其具有文件描述符0、1和2，任何一个试图读标准输入、写标准输出或标准出错的库例程都不会产生任何效果。 与守护进程有关的一个问题是如何处理出错消息，需要有一个集中的守护进程出错记录设施，这就是syslogd进程。

4、守护进程惯例 为了正常运作，某些守护进程实现为单实例的，有就是在任一时刻只运行该守护进程的一个副本。文件锁和记录锁机制是一种方法的基础，该方法用来保证一个守护进程只有一个副本在运行。

在UNIX系统中，守护进程遵循下列公共惯例：

（1）若守护进程使用锁文件，那么该文件通常存放在/var/run目录中。锁文件的名字通常是name.pid，name是该守护进程或服务的名字。

（2）若守护进程支持配置选项，那么配置文件通常存放在/etc目录中。配置文件的名字通常是name.conf。

（3）守护进程可用命令行启动，但通常它们是由系统初始化脚本启动的。

（4）若一守护进程有一配置文件，那么当该守护进程启动时，它读该文件，但在此之后一般就不会再查看它。

守护进程（Daemon）是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。守护进程是一种很有用的进 程。Linux的大多数服务器就是用守护进程实现的。比如，Internet服务器inetd，Web服务器httpd等。同时，守护进程完成许多系统任 务。比如，作业规划进程crond，打印进程lpd等。 \x0d\x0a守护进程的编程本身并不复杂，复杂的是各种版本的Unix的实现机制不尽相同，造成不同Unix环境下守护进程的编程规则并不一致。这需要读者注意，照搬 某些书上的规则（特别是BSD4.3和低版本的System V）到Linux会出现错误的。下面将全面介绍Linux下守护进程的编程要点并给出详细实例。 \x0d\x0a一． 守护进程及其特性 \x0d\x0a守护进程最重要的特性是后台运行。在这一点上DOS下的常驻内存程序TSR与之相似。其次，守护进程必须与其运行前的环境隔离开来。这些环境包括未关闭的 文件描述符，控制终端，会话和进程组，工作目录以及文件创建掩模等。这些环境通常是守护进程从执行它的父进程（特别是shell）中继承下来的。最后，守 护进程的启动方式有其特殊之处。它可以在Linux系统启动时从启动脚本/etc/rc.d中启动，可以由作业规划进程crond启动，还可以由用户终端 （通常是shell）执行。 \x0d\x0a总之，除开这些特殊性以外，守护进程与普通进程基本上没有什么区别。因此，编写守护进程实际上是把一个普通进程按照上述的守护进程的特性改造成为守护进程。如果读者对进程有比较深入的认识就更容易理解和编程了。 \x0d\x0a二． 守护进程的编程要点 \x0d\x0a前面讲过，不同Unix环境下守护进程的编程规则并不一致。所幸的是守护进程的编程原则其实都一样，区别在于具体的实现细节不同。这个原则就是要满足守护 进程的特性。同时，Linux是基于Syetem V的SVR4并遵循Posix标准，实现起来与BSD4相比更方便。编程要点如下； \x0d\x0a1. 在后台运行。 \x0d\x0a为避免挂起控制终端将Daemon放入后台执行。方法是在进程中调用fork使父进程终止，让Daemon在子进程中后台执行。 \x0d\x0aif(pid=fork()) \x0d\x0aexit(0)//是父进程，结束父进程，子进程继续 \x0d\x0a2. 脱离控制终端，登录会话和进程组 \x0d\x0a有必要先介绍一下Linux中的进程与控制终端，登录会话和进程组之间的关系：进程属于一个进程组，进程组号（GID）就是进程组长的进程号（PID）。登录会话可以包含多个进程组。这些进程组共享一个控制终端。这个控制终端通常是创建进程的登录终端。 \x0d\x0a控制终端，登录会话和进程组通常是从父进程继承下来的。我们的目的就是要摆脱它们，使之不受它们的影响。方法是在第1点的基础上，调用setsid()使进程成为会话组长： \x0d\x0asetsid()\x0d\x0a说明：当进程是会话组长时setsid()调用失败。但第一点已经保证进程不是会话组长。setsid()调用成功后，进程成为新的会话组长和新的进程组长，并与原来的登录会话和进程组脱离。由于会话过程对控制终端的独占性，进程同时与控制终端脱离。 \x0d\x0a3. 禁止进程重新打开控制终端 \x0d\x0a现在，进程已经成为无终端的会话组长。但它可以重新申请打开一个控制终端。可以通过使进程不再成为会话组长来禁止进程重新打开控制终端： \x0d\x0aif(pid=fork()) \x0d\x0aexit(0)//结束第一子进程，第二子进程继续（第二子进程不再是会话组长） \x0d\x0a4. 关闭打开的文件描述符 \x0d\x0a进程从创建它的父进程那里继承了打开的文件描述符。如不关闭，将会浪费系统资源，造成进程所在的文件系统无法卸下以及引起无法预料的错误。按如下方法关闭它们： \x0d\x0afor(i=0i 关闭打开的文件描述符close(i)>\x0d\x0afor(i=0i \x0d\x0a#include \x0d\x0a#include \x0d\x0a#include \x0d\x0a#include \x0d\x0avoid init_daemon(void) \x0d\x0a{ \x0d\x0aint pid\x0d\x0aint i\x0d\x0a\x0d\x0aif(pid=fork()) \x0d\x0aexit(0)//是父进程，结束父进程 \x0d\x0aelse if(pid \x0d\x0a#include \x0d\x0avoid init_daemon(void)//守护进程初始化函数 \x0d\x0amain() \x0d\x0a{ \x0d\x0aFILE *fp\x0d\x0atime_t t\x0d\x0ainit_daemon()//初始化为Daemon \x0d\x0awhile(1)//每隔一分钟向test.log报告运行状态 \x0d\x0a{ \x0d\x0asleep(60)//睡眠一分钟 \x0d\x0aif((fp=fopen("test.log","a")) >=0) \x0d\x0a{ \x0d\x0at=time(0)\x0d\x0afprintf(fp,"I'm here at %sn",asctime(localtime(&t)) )\x0d\x0afclose(fp)\x0d\x0a} \x0d\x0a} \x0d\x0a} \x0d\x0a以上程序在RedHat Linux6.0下编译通过。步骤如下： \x0d\x0a编译：gcc _g _o test init.c test.c \x0d\x0a执行：./test \x0d\x0a查看进程：ps _ef \x0d\x0a从输出可以发现test守护进程的各种特性满足上面的要求。

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