Linux应用编程(守护进程)

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于 2024-12-17 13:00:00 发布

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分类专栏： Linux应用编程文章标签： linux 服务器 c语言 ubuntu 网络

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1.定义

守护进程是在操作系统后台运行的一种特殊类型的进程，它独立于前台用户界面，不与任何终端设备直接关联。这些进程通常在系统启动时启动，并持续运行直到系统关闭，或者它们完成其任务并自行终止。守护进程通常用于服务请求、管理系统或执行周期性任务。

2.控制终端

控制终端是与会话关联的终端设备，它是用户输入和输出的通道。进程通常通过其控制终端与用户交互，接收输入和向用户显示输出。对于守护进程来说，它必须从任何控制终端中脱离，确保其独立于任何用户会话在后台运行，这样才能保证其稳定性和安全性，不受用户直接控制和会话结束等事件的影响。

3.编程规则

步骤如下：

1.创建子进程并结束父进程

在UNIX和类UNIX系统中，进程是通过复制（使用fork()）创建的。守护进程需要在后台独立运行。

2.设置会话ID

setsid()创建一个新会话，并使调用它的进程成为新会话的领导者，这样做的主要目的是让守护进程摆脱原来的控制终端。这样，守护进程就不会接收到终端发出的任何信号，例如挂断信号（SIGHUP），从而保证其运行不受前台用户操作的影响。

3.第二次fork()

使得守护进程不是会话领导，没有获取控制终端的能力，避免意外获取控制终端。

4.更改工作目录

将工作目录更改到根目录(/)，主要是为了避免守护进程继续占用其启动时的文件系统。这对于可移动的或网络挂载的文件系统尤其重要，确保这些文件系统不需要时可以被卸载。

5.重设文件权限掩码

调用umask(0)确保守护进程创建的文件权限不受继承的umask值的影响，守护进程可以更精确地控制其创建的文件和目录的权限。

6.关闭文件描述符

守护进程通常不需要标准输入、输出和错误文件描述符，因为它们不与终端交互。关闭这些不需要的文件描述符可以避免资源泄露，提高守护进程的安全性和效率。

7.处理信号

SIGHUP 和 SIGTERM 信号。

SIGHUP：虽然守护进程和终端断开，但仍然有可能收到其它进程或内核发来的SIGHUP信号，守护进程不应该因为它而终止。

SIGTERM：SIGTERM信号是终止信号，用于请求守护进程优雅地终止。通过命令行执行kill <pid>命令可以发送SIGTERM信号，接收到这个信号之后，守护进程终止子进程，并清理回收资源，最后退出。

8.执行具体任务

这一步是守护进程的核心，它开始执行为其设计的特定功能，如监听网络请求、定期清理文件系统、执行系统备份等。

4.相关函数

4.1 setsid

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

/**
 * @brief 如果调用进程不是进程组的领导者，则创建一个新的会话。创建者是新会话的领导者
 * 
 * @return pid_t 成功则返回调用进程的新会话ID，失败则返回(pid_t)-1，并设置errno以指明错误原因
 */
pid_t setsid(void);

4.2 umask

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

/**
 * @brief 设置调用进程的文件模式创建掩码。
 * 
 * @param mask 掩码。是一个八进制数，它指定哪些权限位在文件或目录创建时应被关闭。我们通过umask(0)确保守护进程创建的文件和目录具有最开放的权限设置。
 * @return mode_t 这个系统调用必然成功，返回之前的掩码值
 */
mode_t umask(mode_t mask);

4.3 chdir

#include <unistd.h>

/**
 * @brief 更改调用进程的工作目录
 * 
 * @param path 更改后的工作路径
 * @return int 成功返回0，失败返回-1，并设置errno
 */
int chdir(const char *path);

4.4 openlog

#include <syslog.h>

/**
 * @brief 为程序开启一个面向系统日志的连接
 * 
 * @param iden

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