守护进程.c

这是一个linux下编写守护进程的实例！希望对初学者有用！

/*
前言:

Linux下守护进程的创建有很多的方法,比如我们可以使用cron,inetd等程序来创建.这里我们介绍在控制终端上有用户来启动的守护程序.这种守护程序不依赖于任何一个终端,不会随着用户的退出而结束.这种程序经常用于网络程序之中. 
将一个程序变为守护程序一般按照下面的步骤. 
调用函数fork,然后父进程推出,这样子进程就变为了后台进程了.同时子进程不成为进程组的组长(组长可能是父进程或者是创建父进程的进程)为第二步系统调用setsid做准备. 
调用setsid创建一个新的会议组,进程成为一个新的会议组的组长.这样这个会议组就没控制终端了. 
添加信号SIGHUP的处理.为后面的会议组长退出作出处理.同时再一次调用fork.然后父进程推出.由于进程组长退出时向所有会议成员发出SIGHUP,所以我忽略这个信号.这样我们的这个进程就没有了控制终端了. 
调用函数chdir将进程的工作目录改到根目录(/).这样我们的程序可以不占用某个可卸载的设备.防止root卸载设备时系统报告设备忙. 
关闭所有的文件描述符,同时重定向3个标准文件描述符. 
下面的程序将创建一个守护程序,这个程序重定向了标准输出,标准输入,和标准错误输出. 每分钟向标准错误输出可用的系统内存页数. 
*/
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc,char **argv) 
{ 
struct sigaction act; 
int error,in,out; 
time_t now; 
int memory; 

/* 父进程退出 */ 
if(fork()!=0) exit(1); 

/* 创建一个新的会议组 */ 
if(setsid()<0)exit(1); 

/* 忽略信号SIGHUP */ 
act.sa_handler=SIG_IGN; 
sigemptyset(&act.sa_mask); 
act.sa_flags=0; 
if(sigaction(SIGHUP,&act,NULL)==-1)exit(1); 

/* 子进程退出,孙进程没有控制终端了 */ 
if(fork()!=0) exit(1); 

if(chdir("/")==-1)exit(1); 

/* 标准错误重定向 */ 
error=open("/tmp/error",O_WRONLY|O_CREAT,0600); 
dup2(error,STDERR_FILENO); 
close(error); 

/* 标准输入重定向 */ 
in=open("/tmp/in",O_RDONLY|O_CREAT,0600); 
if(dup2(in,STDIN_FILENO)==-1)perror("in"); 
close(in); 

/* 标准输出重定向 */ 
out=open("/tmp/out",O_WRONLY|O_CREAT,0600); 
if(dup2(out,STDOUT_FILENO)==-1)perror("out"); 
close(out); 

while(1) 
{ 
time(&now); 
memory=sysconf(_SC_AVPHYS_PAGES); 
fprintf(stderr,"时间\t%s\t\t可用内存[%d]\n",ctime(&now),memory); 
sleep(60); 
} 
exit(0); 
} 

运行这个程序后,使用ps -x命令可以看到这个程序的tty是?.表示这个程序没有控制终端.



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Linux操作系统下守护进程的编程方法2007-02-10 12:26 P.M.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。 

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。 

一． 守护进程及其特性 

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。 

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。 

二． 守护进程的编程要点 

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； 

1. 在后台运行。 

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。 

 

if(pid=fork()) 
exit(0);//是父进程，结束父进程，子进程继续
 
2. 脱离控制终端，登录会话和进程组 

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。 

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： 

 

setsid();
 
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。 

3. 禁止进程重新打开控制终端 

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： 

 

if(pid=fork()) 
exit(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）
 
4. 关闭打开的文件描述符 

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： 

for(i=0;i 关闭打开的文件描述符close(i);> 

5. 改变当前工作目录 

进程活动时，其工作目录所在的文件系统不能卸下。一般需要将工作目录改变到根目录。对于需要转储核心，写运行日志的进程将工作目录改变到特定目录如/tmpchdir("/") 

6. 重设文件创建掩模 

进程从创建它的父进程那里继承了文件创建掩模。它可能修改守护进程所创建的文件的存取位。为防止这一点，将文件创建掩模清除：umask(0); 

7. 处理SIGCHLD信号 

处理SIGCHLD信号并不是必须的。但对于某些进程，特别是服务器进程往往在请求到来时生成子进程处理请求。如果父进程不等待子进程结束，子进程将成为僵尸进程（zombie）从而占用系统资源。如果父进程等待子进程结束，将增加父进程的负担，影响服务器进程的并发性能。在Linux下可以简单地将SIGCHLD信号的操作设为SIG_IGN。 

signal(SIGCHLD,SIG_IGN); 

这样，内核在子进程结束时不会产生僵尸进程。这一点与BSD4不同，BSD4下必须显式等待子进程结束才能释放僵尸进程。 

三． 守护进程实例 

守护进程实例包括两部分：主程序test.c和初始化程序init.c。主程序每隔一分钟向/tmp目录中的日志test.log报告运行状态。初始化程序中的init_daemon函数负责生成守护进程。读者可以利用init_daemon函数生成自己的守护进程。 

1． init.c清单 

 

#include < unistd.h > 
#include < signal.h > 
#include < sys/param.h > 
#include < sys/types.h > 
#include < sys/stat.h > 
void init_daemon(void) 
{ 
int pid; 
int i; 
if(pid=fork()) 
exit(0);//是父进程，结束父进程 
else if(pid< 0) 
exit(1);//fork失败，退出 
//是第一子进程，后台继续执行 
setsid();//第一子进程成为新的会话组长和进程组长 
//并与控制终端分离 
if(pid=fork()) 
exit(0);//是第一子进程，结束第一子进程 
else if(pid< 0) 
exit(1);//fork失败，退出 
//是第二子进程，继续 
//第二子进程不再是会话组长 

for(i=0;i< NOFILE;++i)//关闭打开的文件描述符 
close(i); 
chdir("/tmp");//改变工作目录到/tmp 
umask(0);//重设文件创建掩模 
return; 
}
 
2． test.c清单 

 

#include < stdio.h > 
#include < time.h > 

void init_daemon(void);//守护进程初始化函数 

main() 
{ 
FILE *fp; 
time_t t; 
init_daemon();//初始化为Daemon 

while(1)//每隔一分钟向test.log报告运行状态 
{ 
sleep(60);//睡眠一分钟 
if((fp=fopen("test.log","a")) >=0) 
{ 
t=time(0); 
fprintf(fp,"Im here at %sn",asctime(localtime(&t)) ); 
fclose(fp); 
} 
} 
}
 
以上程序在RedHat Linux6.0下编译通过。步骤如下： 

编译：gcc -g -o test init.c test.c 

执行：./test 

查看进程：ps -ef 

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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  守护进程 
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。
    守护进程最重要的特性是后台运行。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。
    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。
    守护进程创建的示例程序：


以下是代码片段：
/**
 * 初始化守护进程
 * 文件名:init.c
 */
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <syslog.h>
#include <signal.h>

/**
 * init_daemon -- Daemon process initialization
 */
void init_daemon(void) {
  int pid;
  int i;
  int maxopen;
 
  /* 处理SIGCHLD信号。处理SIGCHLD信号并不是必须的。但对于某些进程，特别是服务器进程往往在请求到来时生成子进程处理请求。如果父进程不等待子进程结束，子进程将成为僵尸进程（zombie）从而占用系统资源。*/
  if(signal(SIGCHLD,SIG_IGN) == SIG_ERR){
    printf("Cant signal in init_daemon.");
    exit(1);
  }
  /* 让进程脱离控制终端，其方法就是创建一个子进程，结束父进行，让子进程成为新的会话组长和进程组长。 */
  pid = fork();  /* 创建第一子进程 */
  if(pid < 0){ /* 子进程创建失败 */
    printf("error in fork\n");
    exit(1);
  }else if(pid > 0){
    exit(0); 
  }
  setsid();  /* 第一子进程成为新的会话组长和进程组长，此时，新的会话组长和进程组长已经成功的与控制终端分离 */
  /* 此时进程虽已与控制终端会离，但是由于进程还是会话组长，因此它还可以申请打开一个新的控制终端，为了避免这种情况，方法就是创建第二子进程，此时，新的子进程不再是会话组长，因此就禁止了进程重新打开控制终端 */
  pid = fork(); /* 创建第二子进程 */
  if(pid < 0){ /* creat error */
    printf("error in fork\n");
    exit(1);
  }else if(pid>0){
    /* 父进程(第一子进程)结束 */
    exit(0);
  }
 
  /* 关闭所有未关闭的文件描述符 */
  maxopen = sysconf(_SC_OPEN_MAX);
  if (maxopen < 0){
    printf("sysconf error.");
    exit(-2);
  }
  for(i = 0;i < maxopen; ++i)
    close(i);
  /* 改变当前路径，一般是至根目录 */
  chdir("/");
  /* 重设文章创建掩码 */
  umask(0);
  syslog(LOG_INFO,"Daemon initialization is success.");
  return;
}