创建守护进程

                                                                      守护进程
守护进程是一个在后台运行并且不受任何终端控制的进程,也称精灵进程(Daemon),它独⽴立于控制终端并且周期性地执⾏行某种任务或等待处理某些发⽣生的事件。守护进程是⼀一种很有用的进程。Linux的大多数服务器就是⽤守护进程实现的。⽐如,Internet服务器inetdWeb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crondLinux系统启动时会启动很多系统服务进程,这些系统服务进程没有控制终端,不能直接和用户交互。其它进程都是在用户登录或运行程序时创建,在运行结束或用户注销时终止,但系统服务进程不受用户登录注销的影响,它们一直在运⾏行着。这种进程有⼀一个名称叫守护进程(Daemon)
Unix操作系统有很多典型的守护进程(其数目根据需要或20—50不等),它们在后台运行,执行不同的管理任务。
用户使守护进程独立于所有终端是因为,在守护进程从一个终端启动的情况下,这同一个终端可能被其他的用户使用。例如,用户从一个终端启动守护进程后退出,然后另外一个人也登录到这个终端。用户不希望后者在使用该终端的过程中,接收到守护进程的任何错误信息。同样,由终端键人的任何信号(例如中断信号)也不应该影响先前在该终端启动的任何守护进程的运行。虽然让服务器后台运行很容易(只要shell命令行以&结尾即可),但用户还应该做些工作,让程序本身能够自动进入后台,且不依赖于任何终端。
守护进程没有控制终端,因此当某些情况发生时,不管是一般的报告性信息,还是需由管理员处理的紧急信息,都需要以某种方式输出。Syslog 函数就是输出这些信息的标准方法,它把信息发送给 syslogd 守护进程。
创建守护进程步骤:
(1)重设文件创建掩码
文件创建掩码是指屏蔽掉文件创建时的对应位。由于使用fork函数新建的子进程继承了父进程的文件创建掩码,这就给该子进程使用文件带来了诸多的麻烦。因此,把文件创建掩码设置为0,可以大大增强该守护进程的灵活性。设置文件创建掩码的函数是umask,通常的使用方法为umask(0)。
(2)创建子进程,终止父进程
由于守护进程是脱离控制终端的,因此首先创建子进程,终止父进程,使得程序在shell终端里造成一个已经运行完毕的假象。之后所有的工作都在子进程中完成,而用户在shell终端里则可以执行其他的命令,从而使得程序以僵尸进程形式运行,在形式上做到了与控制终端的脱离。
(3)在子进程中创建新会话
这个步骤在这里使用的是系统函数setsid。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仃三个作用:让进程摆脱原会话的控制、让进程摆脱原进程组的控制和让进程摆脱原控制终端的控制。在调用fork函数时,子进程全盘拷贝父进程的会话期(session,是一个或多个进程组的集合)、进程组、控制终端等,虽然父进程退出了,但原先的会话期、进程组、控制终端等并没有改变,因此,那还不是真正意义上使两者独立开来。setsid函数能够使进程完全独立出来,从而脱离所有其他进程的控制。
(4)改变工作目录
使用fork创建的子进程也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不能卸载,因此,把当前工作目录换成其他的路径,如“/”或“/tmp”等改变工作目录的常见函数是chdir。
(5)关闭文件描述符(0,1,2)
用fork新建的子进程会从父进程那里继承一些已经打开了的文件。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,可能导致所在的文件系统无法卸载。
(6)忽略SIGCHLD信号
 创建守护进程的时候fork一次和fork两次两者有什么区别 :
(1)调用一次fork的作用:
    第一次fork的作用是让shell认为这条命令已经终止,不用挂在终端输入上,还有就是为了后面的setsid服务,因为调用setsid函数的进程不能是进程组组长,如果不fork出子进程,则此时的父进程是进程组组长,就无法调用setsid。当子进程调用完setsid函数之后,子进程是会话组长也是进程组组长,并且脱离了控制终端,此时,不管控制终端如何操作,新的进程都不会收到一些信号使得进程退出。
(2)第二次fork的作用:
虽然当前关闭了和终端的联系,但是后期可能会误操作打开了终端。
只有会话首进程能打开终端设备,也就是再fork一次,再把父进程退出,再次fork的子进程作为守护进程继续运行,保证了该精灵进程不是对话期的首进程,
第二次不是必须的,是可选的,市面上有些开源项目也是fork一次
实现代码:
#include<sys/types.h>
  #include<sys/stat.h>
 #include<unistd.h>
  #include<stdlib.h>
  #include<stdio.h>
    #include<signal.h>
   void mydaemon()                                                       
    {               
        pid_t id;   
         //重设文件创建 掩码      
       umask(0);   
         //创建子进程,终止父进程    
     id=fork(); 
    if(id>0)       
       {           
      //father 
            exit(1);
       }                       
      else                                                             
        //新建会话                    
      setsid();     
     //改变工作目录              
       chdir("/");   
        //关闭文件描述符              
       close(0);     
        close(1);     
       close(2);  
// 忽略SIGCHLD信号  
       signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
  }                 
   int main()
   {
      mydaemon();
   while(1);
     return 0;
  }  


<think>好的,用户现在想了解如何在C语言中创建守护进程,并且需要示例代码。根据之前的对话,用户已经得到了一些关于守护进程创建的基本步骤和代码示例,但现在他们可能希望更详细的解释或者更完整的代码示例。需要结合用户提供的引用内容,尤其是引用[2]中的代码,来构建一个更全面的回答。 首先,我需要确认用户的需求。用户明确提到“C语言创建守护进程示例代码”,因此需要提供一个完整的、符合最佳实践的代码示例,并详细解释每个步骤的作用。同时,用户可能对代码中的某些部分不太清楚,比如fork()、setsid()、信号处理等,需要逐一解释。 接下来,分析用户提供的引用内容。引用[1]概述了守护进程的基本概念和创建步骤,引用[2]提供了一个代码示例,引用[3]提到了信号处理的重要性。需要将这些内容整合到回答中,确保覆盖创建守护进程的关键步骤,包括fork两次、设置文件掩码、创建新会话、关闭文件描述符、处理信号等。 需要注意的是,用户之前的回答中提到了两次fork的守护进程模式,而在引用[2]的代码中只进行了一次fork。这可能是一个需要纠正的地方,因为标准的守护进程创建通常会调用两次fork来完全脱离终端会话。因此,在示例代码中需要补充这一点,并解释为什么需要两次fork。 另外,引用[2]中的代码关闭了标准输入、输出、错误输出,并将它们重定向到/dev/null,但代码中的重定向部分可能有误,需要检查是否正确。例如,使用open函数打开/dev/null后,需要将文件描述符0、1、2指向这些文件,而不仅仅是打开它们。可能需要使用dup2函数来正确重定向。 信号处理部分,用户提供的代码处理了SIGTERM,但通常守护进程还需要处理SIGHUP等信号,以重新读取配置文件或执行其他操作。因此,可能需要补充这部分内容,或者至少说明可以扩展的信号处理。 此外,需要解释每个步骤的原因,例如为什么需要调用setsid(),为什么需要改变工作目录,以及资源限制的处理等。这些细节能帮助用户更好地理解守护进程创建过程。 最后,确保代码示例正确无误,并附上编译和测试的步骤,方便用户实际操作。同时,可能还需要提到一些注意事项,比如日志记录、避免僵尸进程、使用系统日志服务(如syslog)等,以提高守护进程的可靠性。 总结步骤: 1. 第一次fork创建子进程,父进程退出,使子进程成为孤儿进程,由init接管。 2. 调用setsid()创建新会话,脱离终端控制。 3. 第二次fork确保守护进程无法重新获得终端。 4. 设置文件权限掩码umask(0)。 5. 改变工作目录到根目录,避免挂载点问题。 6. 关闭所有打开的文件描述符,并重定向标准流到/dev/null。 7. 处理信号,如SIGTERM和SIGHUP。 8. 主循环中实现守护进程的逻辑。 需要检查用户提供的代码是否符合这些步骤,并进行必要的修正和补充。例如,添加第二次fork,使用dup2正确重定向标准流,处理更多信号等。 另外,需要确保代码的可读性,添加注释说明每个步骤的作用,帮助用户理解。同时,可能还需要指出常见错误和调试方法,比如使用ps命令查看进程状态,查看系统日志等。 最后,生成相关问题,帮助用户进一步学习,比如如何让守护进程重新读取配置,如何处理资源限制,如何记录日志等。</think>### C语言创建守护进程完整指南 #### 一、标准守护进程创建步骤(含两次fork改进版) 根据Unix高级编程规范[^1],完整的守护进程创建流程包含以下关键步骤: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> #include <fcntl.h> #include <signal.h> #include <sys/resource.h> #define LOCKFILE "/var/run/mydaemon.pid" #define LOCKMODE (S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH) void daemon_shutdown(int sig) { unlink(LOCKFILE); // 清理锁文件 syslog(LOG_INFO, "Daemon exiting"); closelog(); exit(EXIT_SUCCESS); } int already_running(void) { int fd = open(LOCKFILE, O_RDWR|O_CREAT, LOCKMODE); if (fd < 0) return 1; if (lockf(fd, F_TLOCK, 0) < 0) return 1; ftruncate(fd, 0); char buf[16]; sprintf(buf, "%ld", (long)getpid()); write(fd, buf, strlen(buf)+1); return 0; } int main() { struct sigaction sa; pid_t pid; // 第一次fork脱离终端控制 if ((pid = fork()) < 0) { perror("fork error"); exit(EXIT_FAILURE); } else if (pid != 0) /* parent */ { exit(EXIT_SUCCESS); } // 创建新会话(脱离控制终端) if (setsid() < 0) { perror("setsid error"); exit(EXIT_FAILURE); } // 第二次fork确保无法重新获得终端 if ((pid = fork()) < 0) { perror("fork error"); exit(EXIT_FAILURE); } else if (pid != 0) /* parent */ { exit(EXIT_SUCCESS); } // 设置文件权限掩码 umask(0); // 改变工作目录 if (chdir("/") < 0) { perror("chdir error"); exit(EXIT_FAILURE); } // 关闭所有文件描述符 struct rlimit rl; if (getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0) { perror("getrlimit error"); exit(EXIT_FAILURE); } for (int i = 0; i < rl.rlim_max; i++) close(i); // 重定向标准文件描述符 open("/dev/null", O_RDONLY); // stdin open("/dev/null", O_RDWR); // stdout open("/dev/null", O_RDWR); // stderr // 单实例检查 if (already_running()) { syslog(LOG_ERR, "Daemon already running"); exit(EXIT_FAILURE); } // 配置信号处理 sa.sa_handler = daemon_shutdown; sigemptyset(&sa.sa_mask); sa.sa_flags = 0; if (sigaction(SIGTERM, &sa, NULL) < 0) { syslog(LOG_ERR, "Can't catch SIGTERM"); exit(EXIT_FAILURE); } if (sigaction(SIGHUP, &sa, NULL) < 0) { syslog(LOG_ERR, "Can't catch SIGHUP"); exit(EXIT_FAILURE); } // 主守护进程循环 while(1) { // 实际工作代码 sleep(10); // 示例休眠 } return EXIT_SUCCESS; } ``` #### 二、关键步骤详解 1. **双重fork技术** 第一次`fork()`使进程成为后台进程,第二次`fork()`确保进程不再是会话首进程,防止重新获得终端控制权[^1] 2. **资源清理** - `umask(0)`重置文件权限掩码 - `chdir("/")`避免影响文件系统卸载 - `close()`关闭所有继承的文件描述符 3. **输入输出重定向** 通过`open("/dev/null")`将标准输入输出重定向到空设备,防止意外I/O操作 4. **单实例控制** 使用`lockf()`实现文件锁机制,防止多个实例同时运行 5. **信号处理** 捕获`SIGTERM`和`SIGHUP`信号实现优雅终止和配置重载 #### 三、编译与测试方法 ```bash # 编译程序 gcc -o mydaemon mydaemon.c # 启动守护进程 ./mydaemon # 验证进程状态 ps -ef | grep mydaemon # 应显示类似: # root 12345 1 0 14:30 ? 00:00:00 ./mydaemon # 终止守护进程 kill -TERM `cat /var/run/mydaemon.pid` ``` #### 四、生产环境增强建议 1. 日志记录 使用`syslog`代替标准输出,配置`/etc/syslog.conf`实现日志分级存储 2. 资源限制 通过`setrlimit()`设置核心转储文件大小限制 3. 性能监控 集成Prometheus exporter或开放状态查询端口 4. 配置热加载 通过`SIGHUP`信号触发配置文件重载: ```c void reload_config(int sig) { // 重新读取配置文件 syslog(LOG_INFO, "Reloading configuration"); } ```
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