[经验] 2440学习记录(十四)守护进程的创建

lonerzf 2014-7-30 14:44 楼主

这一节学习守护进程的创建

参考文献
blog.sina.com.cn/s/blog_643d3d780100lbsg.html
blog.csdn.net/mybelief321/article/details/9069659

守护进程是脱离于终端并且在后台运行的进程。守护进程脱离于终端是为了避免进程在执行过程中的信息在任何终端上显示并且进程也不会被任何终端所产生的终端信息所打断。
在Linux中，每一个系统与用户进行交流的界面称为终端，每一个从此终端开始运行的进程都会依附于这个终端，这个终端称为这些进程的控制终端，当控制终端关闭时，相应的进程都会自动关闭。但是守护进程却能够突破这种限制，它从被执行开始运转，直到接收到某种信号或者整个系统关闭时才退出。如果想让某个进程不因为用户、终端或者其它的变化而受到影响，那么就必须把这个进程变成一个守护进程。可见，守护进程是非常重要的。
守护进程常常在系统引导载入时启动，在系统关闭时终止。Linux有很多系统哦服务，大多数服务都是通过守护进程实现的。同时，守护进程还能完成许多系统任务，例如，作业规划进程cronf、打印进程lqd等（这里的结尾字母 d 就是 daemon的意思）。

守护进程的创建步骤：
1 创建子进程，父进程退出；
2 在子进程中创建新对话；
3 改变当前目录为根目录；
4 重设文件权限掩码；
5 关闭文件描述符；
6 守护进程退出处理。

流程如下：

1 创建子进程，父进程退出
这是编写守护进程的第一步。由于守护进程是脱离控制终端的，因此，完成第一步后就会在shell终端造成一种程序已经运行完毕的假象，之后的所有工作都在子进程中完成，而用户在shell终端则可以执行其他的命令，从而在形式上做到与控制终端的脱离。
但是，父进程创建了子进程后退出，此时该子进程不就没有父进程了吗？守护进程中确实会出现这么一个有趣的现象：由于父进程已经先于子进程退出，就会造成子进程没有父进程，从而变成一个孤儿进程。在Linux中，每当系统发现一个孤儿进程时，就会自动由1号进程(也就是 init 进程)收养它，这样原先的子进程就会变成 init 进程的子进程。

2 在子进程中创建新会话
　　这个步骤是创建守护进程中最重要的一步，虽然它的实现非常简单，但它的意义却非常重大。在这里使用的是系统函数setsid，在具体介绍setsid之前，首先要了解两个概念：进程组和会话期
　　进程组：是一个或多个进程的集合。进程组有进程组ID来唯一标识。除了进程号（PID）之外，进程组ID也是一个进程的必备属性。每个进程组都有一个组长进程，其组长进程的进程号等于进程组ID。且该进程组ID不会因组长进程的退出而受到影响。
　　会话周期：会话期是一个或多个进程组的集合。通常，一个会话开始于用户登录，终止于用户退出，在此期间该用户运行的所有进程都属于这个会话期。
　　接下来就可以具体介绍setsid的相关内容：

　　setsid函数用于创建一个新的会话，并担任该会话组的组长。调用setsid有下面的3个作用：
　　让进程摆脱原会话的控制
　　让进程摆脱原进程组的控制
　　让进程摆脱原控制终端的控制
　　那么，在创建守护进程时为什么要调用setsid函数呢？由于创建守护进程的第一步调用了fork函数来创建子进程，再将父进程退出。由于在调用了fork函数时，子进程全盘拷贝了父进程的会话期、进程组、控制终端等，虽然父进程退出了，但会话期、进程组、控制终端等并没有改变，因此，还还不是真正意义上的独立开来，而setsid函数能够使进程完全独立出来，从而摆脱其他进程的控制。

3 改变当前目录为根目录
   这一步也是必要的步骤。使用fork()创建的子进程继承了父进程的当前工作目录。由于在进程运行过程中，当前目录所在的文件系统（如“/mnt/usb”等）是不能卸载的，这对以后的使用会造成诸多的麻烦（如系统由于某种原因需要进入单用户模式）。因此，通常的做法是让“/”作为守护进程的当前工作目录，这样就可以避免上述问题。当然，如有特殊需要，也可以把当前工作目录换成其他的路径，如/tmp。改变工作目录的常见函数是chdir()。

4 重设文件权限掩码
      文件权限掩码是指屏蔽掉文件权限中的对应位。例如，有一个文件权限掩码是050，它就屏蔽了文件组拥有者的可读与可执行权限(即对屏蔽位取反，再&操作，bit1表示屏蔽。)。由于使用fork()函数新建的子进程继承了父进程的文件权限掩码，这就给该子进程使用文件带来了诸多的麻烦。因此，把文件权限掩码设置为0，可以大大增强该守护进程的灵活性。设置文件权限掩码的函数是umask()。通常的使用方法为umask(0)。

5 关闭文件描述符
   同文件权限掩码一样，用fork()函数新建的子进程会从父进程那里继承一些已经打开的文件。这些被打开的文件可能永远不会被守护进程读或写，但它们一样消耗系统资源，而且可能导致所在的文件系统无法被卸载。
事实上，在上面的第2步之后，守护进程已经与所属的控制终端失去了联系，因此，从终端输入的字符不可能达到守护进程，守护进程中用常规方法(如printf())输出的字符也不可能在终端上显示出来。所以文件描述符为0,1和2的3个文件（常说的输入/输出和报错这3个文件）已经失去了存在的价值，也应该被关闭。

守护进程的出错处理

在编写守护进程的具体调试过程中会发现，由于守护进程完全脱离了控制终端，因此，不能像其他普通进程一样，将错误信息输出到控制终端来通知程序员，即使使用gdb也无法正常调试。那么，守护进程的进程要如何调试呢？一种通用的方法是使用 syslog 服务，将程序中的出错信息输入到系统日志文件中（如“/var/log/messages”）,从而可以直观地看到程序的问题所在（“/var/log/message”系统日志文件只能由拥有root权限的超级用户查看。在不同的Linux发行版本中，系统日志文件路径全名可能有所不同，例如，ubuntu中路径就是“/var/log/syslog”）。
syslog 是Linux中的系统日志管理服务，通过守护进程 syslogd 来维护。该守护进程在启动时会读一个配置文件“/etc/syslog.conf”,该文件决定了不同种类的消息会发送到何处。例如，紧急消息可被送到系统管理员并在控制台上显示，而警告消息则可被记录到一个文件中。
该机制提供了3个syslog相关函数，分别为 openlog()、syslog()和closelog(),下面分别介绍这3个函数。