Linux守护服务进程（Daemon service）编程

1.简介：守护服务进程指的是在后台运行，起到提供服务的进程。

2.步骤：

1）将进程放入后台：

这里利用了fork为当前进程创建一份拷贝（即子进程），然后令父进程退出后子进程被init进程（系统初始化进程，是所有进程的父进程）接管时会将进程放入后台这个特点。

i=fork();

	if (i/* fork error */

	if (i>0) exit(0); /* parent exits */

	/* child (daemon) continues */

2）进程独立化

每一个进程都从它连接的终端获取信号，并且它也继承了其父进程的控制终端，一个守护进程不应该从开启它的主进程中获取信号，因此要设法从与其连接的控制终端中脱离出来。在unix中，会话（session）由一个或多个进程组的组成，进程组由一个或多个进程组成，会话与控制终端是一一对应的关系。

方法是：使用setsid将进程放入新的一个会话中，这个进程是这个新会话的leader，也是这个新进程组的leader，并且没有控制终端。这就达到了分离进程与控制终端的作用。

setsid();//use setpgrp() can also work

3)重定向标准IO描述符

在创建子进程时，打开的描述符会被子进程继承，这会造成资源的不必要浪费，所以应该在fork之前或者在子进程刚启动时把不需要的描述符关闭，但是要将三个标准IO描述符：标准输入(0)、标准输出(1)、标准错误(2)，连接到一个没有任何不良影响的IO设备上，我们的做法是关闭所有的文件描述符，open打开/dev/null 这个设备，使其具有文件描述符0，也就是标准输入，然后使用dup将标准输出和标准错误都重定向到这个设备上去：

for (i=getdtablesize();i>=0;--i) close(i); /* close all descriptors */

i=open("/dev/null",O_RDWR); /* open stdin */

dup(i); /* stdout */

dup(i); /* stderr */

4）设置umask

安全起见，我们常常通过设置umask对创建文件的读写进行控制，根据Daemon在不同场景的需要我们可以设置不同的umask，满足权限控制（创建的新文件的权限是umask的补码）的要求，在某些文献上写umask设置为0，注意这是开放所有权限，请确定这样做不会带来风险：

umask(027);

5）设置运行目录

为了保证运行时的环境，我们通常要设定运行时相对的根目录，有些文档上统一设置为系统根目录，请确定这样做是否符合你的应用场景：

chdir("/servers/");

6）设置单例运行

大多数Daemon service程序都希望在同一时刻在内存中只有一个实例，那么常使用文件锁来满足这个需求，在这个文件锁中，我们写入这个进程的进程号pid：

lfp=open("exampled.lock",O_RDWR|O_CREAT,0640);

if (lfp/* can not open */

if (lockf(lfp,F_TLOCK,0)/* can not lock */

/* only first instance continues */

sprintf(str,"%d\n",getpid());

write(lfp,str,strlen(str)); /* record pid to lockfile */

7）处理信号

一个进程可以从用户或者一个进程接收信号并对其进行相应的处理，使用signal（提倡使用sigaction）绑定处理函数。

8）写日志

每个Daemon service都需要有日志记录功能以便用户查阅，有下列几种基本方法：

a）重定向所有输出到标准IO：在程序启动的时候使用shell的重定向功能。

b）log文件：打开一个文件并写入。

c）rsyslogd守护进程：使用这个系统守护进程，在/etc/rsyslog.conf进行配置完成。具体方法请参见：http://www.rsyslog.com/

3.实例：

/*

* =====================================================================================

*

*       Filename:  daemon.c

*

*    Description:

                    To test daemon:	ps -ef|grep daemonexampled (or ps -aux on BSD systems)

                    To test log:	tail -f /tmp/daemonexampled.log

                    To test signal:	kill -HUP `cat /tmp/daemonexampled.lock`

                    To terminate:	kill `cat /tmp/daemonexampled.lock`

*

*        Version:  1.0

*        Created:  10/25/2010 03:42:00 PM

*       Revision:  none

*       Compiler:  gcc

*

*         Author:  gnuhpc (http://blog.youkuaiyun.com/gnuhpc), warmbupt@gmail.com

*        Company:  IBM CDL

*

* =====================================================================================

*/

#include <stdio.h></stdio.h>

#include <stdlib.h></stdlib.h>

#include string.h>

#include <fcntl.h></fcntl.h>

#include <signal.h></signal.h>

#include <unistd.h></unistd.h>

#define RUNNING_DIR	"/tmp"

#define LOCK_FILE	"daemonexampled.lock"

#define LOG_FILE	"daemonexampled.log"

void log_message(char *filename,char *message)

{

	FILE *logfile;

	logfile=fopen(filename,"a");

	if(!logfile) 

		return;

	fprintf(logfile,"%s\n",message);

	fclose(logfile);

}

void signal_handler(int sig)

{

	switch(sig) {

	case SIGHUP:

		log_message(LOG_FILE,"hangup signal catched");

		break;

	case SIGTERM:

		log_message(LOG_FILE,"terminate signal catched");

		exit(0);

		break;

	}

}

int main(void)

{

	int i,lfp;

	char str[10];

	if(getppid()==1) //Test if the process is running background

		return 1; /* already a daemon */

	i=fork();

	if (i

		return 1; /* fork error */

	if (i>0) 

		return 0; /* parent exits */

	/* child (daemon) continues */

	int sid = setsid(); /* obtain a new process group */

	if( sid

	{

		exit 1;

	}

	for (i=getdtablesize();i>=0;--i) 

		close(i); /* close all descriptors */

	i=open("/dev/null",O_RDWR); 

	dup(i); 

	dup(i); /* handle standart I/O */

	umask(027); /* set newly created file permissions */

	chdir(RUNNING_DIR); /* change running directory */

	lfp=open(LOCK_FILE,O_RDWR|O_CREAT,0640);

	if (lfp

		return (1); /* can not open */

	if (lockf(lfp,F_TLOCK,0)

		return (1); /* can not lock */

	/* first instance continues */

	sprintf(str,"%d\n",getpid());

	write(lfp,str,strlen(str)); /* record pid to lockfile */

	signal(SIGCHLD,SIG_IGN); /* ignore child */

	signal(SIGTSTP,SIG_IGN); /* ignore tty signals */

	signal(SIGHUP,signal_handler); /* catch hangup signal */

	signal(SIGTERM,signal_handler); /* catch kill signal */

	while( 1 )

	{

		/* do something here */

		sleep(30);

	}

	return 0;

}