C語言編寫Linux守護進程實例
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(zhí)行某種任務或等待處理某些發(fā)生的事件。守護進程是一種很有用的進 程。Linux的大多數(shù)服務器就是用守護進程實現(xiàn)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(tǒng)任 務。比如，作業(yè)規(guī)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(xiàn)機制不盡相同，造成不同Unix環(huán)境下守護進程的編程規(guī)則并不一致。這需要讀者注意，照搬 某些書上的規(guī)則（特別是BSD4.3和低版本的System V）到Linux會出現(xiàn)錯誤的。下面將全面介紹Linux下守護進程的編程要點并給出詳細實例。
一． 守護進程及其特性
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(nèi)存程序TSR與之相似。其次，守護進程必須與其運行前的環(huán)境隔離開來。這些環(huán)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(chuàng)建掩模等。這些環(huán)境通常是守護進程從執(zhí)行它的父進程（特別是shell）中繼承下來的。最后，守 護進程的啟動方式有其特殊之處。它可以在Linux系統(tǒng)啟動時從啟動腳本/etc/rc.d中啟動，可以由作業(yè)規(guī)劃進程crond啟動，還可以由用戶終端 （通常是shell）執(zhí)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(qū)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。如果讀者對進程有比較深入的認識就更容易理解和編程了。
二． 守護進程的編程要點
前面講過，不同Unix環(huán)境下守護進程的編程規(guī)則并不一致。所幸的是守護進程的編程原則其實都一樣，區(qū)別在于具體的實現(xiàn)細節(jié)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(xiàn)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(zhí)行。方法是在進程中調(diào)用fork使父進程終止，讓Daemon在子進程中后臺執(zhí)行。
if(pid=fork())
exit(0);//是父進程，結(jié)束父進程，子進程繼續(xù)
2. 脫離控制終端，登錄會話和進程組
有必要先介紹一下Linux中的進程與控制終端，登錄會話和進程組之間的關系：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(chuàng)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(diào)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(diào)用失敗。但第一點已經(jīng)保證進程不是會話組長。setsid()調(diào)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(xiàn)在，進程已經(jīng)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?？梢酝ㄟ^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(jié)束第一子進程，第二子進程繼續(xù)（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(chuàng)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(tǒng)資源，造成進程所在的文件系統(tǒng)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(tǒng)不能卸下。一般需要將工作目錄改變到根目錄。對于需要轉(zhuǎn)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(chuàng)建掩模
進程從創(chuàng)建它的父進程那里繼承了文件創(chuàng)建掩模。它可能修改守護進程所創(chuàng)建的文件的存取位。為防止這一點，將文件創(chuàng)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(jié)束，子進程將成為 僵尸進程（zombie）從而占用系統(tǒng)資源。如果父進程等待子進程結(jié)束，將增加父進程的負擔，影響服務器進程的并發(fā)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(nèi)核在子進程結(jié)束時不會產(chǎn)生僵尸進程。這一點與BSD4不同，BSD4下必須顯式等待子進程結(jié)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(tài)。初始化程序中的init_daemon函數(shù)負責生成守護進程。讀者可以利用init_daemon函數(shù)生成自己的守護進程。
1． init.c清單
#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);//是父進程，結(jié)束父進程
else if(pid< 0)
exit(1);//fork失敗，退出
//是第一子進程，后臺繼續(xù)執(zhí)行
setsid();//第一子進程成為新的會話組長和進程組長
//并與控制終端分離
if(pid=fork())
exit(0);//是第一子進程，結(jié)束第一子進程
else if(pid< 0)
exit(1);//fork失敗，退出
//是第二子進程，繼續(xù)
//第二子進程不再是會話組長
for(i=0;i< NOFILE;++i)//關閉打開的文件描述符
close(i);
chdir(“/tmp”);//改變工作目錄到/tmp
umask(0);//重設文件創(chuàng)建掩模
return;
}
2． test.c清單
#include < stdio.h >
#include < time.h >
void init_daemon(void);//守護進程初始化函數(shù)
main()
{
FILE *fp;
time_t t;
init_daemon();//初始化為Daemon
while(1)//每隔一分鐘向test.log報告運行狀態(tài)
{
sleep(60);//睡眠一分鐘
if((fp=fopen(“test.log”,”a”)) >=0)
{
t=time(0);
fprintf(fp,”I'm here at %sn”,asctime(localtime(&t)) );
fclose(fp);
}
}
}
以上程序在RedHat Linux6.0下編譯通過。步驟如下：
編譯：gcc –g –o test init.c test.c
執(zhí)行：./test
查看進程：ps –ef
從輸出可以發(fā)現(xiàn)test守護進程的各種特性滿足上面的要求。
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