Linux 守護進程的編程方法

守護進程（Daemon）是執行在后臺的一種特殊進程。它獨立于控制終端而且周期性地執行某種任務或等待處理某些發生的事件。守護進程是一種非常實用的進程。Linux的大多數server就是用守護進程實現的。比方，Internetserverinetd，Webserverhttpd等。同一時候，守護進程完畢很多系統任務。比方，作業規劃進程crond，打印進程lpd等。
守護進程的編程本身并不復雜，復雜的是各種版本號的Unix的實現機制不盡同樣，造成不同Unix環境下守護進程的編程規則并不一致。這須要讀者注意，照搬某些書上的規則（特別是BSD4.3和低版本號的System V）到Linux會出現錯誤的。以下將全面介紹Linux下守護進程的編程要點并給出具體實例。
一． 守護進程及其特性
守護進程最重要的特性是后臺執行。在這一點上DOS下的常駐內存程序TSR與之類似。其次，守護進程必須與其執行前的環境隔離開來。這些環境包含未關閉的文件描寫敘述符，控制終端，會話和進程組，工作文件夾以及文件創建掩模等。這些環境一般是守護進程從執行它的父進程（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。它能夠在Linux系統啟動時從啟動腳本/etc/rc.d中啟動，能夠由作業規劃進程crond啟動，還能夠由用戶終端（一般是shell）執行。
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差別。因此，編寫守護進程實際上是把一個普通進程依照上述的守護進程的特性改造成為守護進程。假設讀者對進程有比較深入的認識就更easy理解和編程了。
二． 守護進程的編程要點
前面講過，不同Unix環境下守護進程的編程規則并不一致。所幸的是守護進程的編程原則事實上都一樣，差別在于具體的實現細節不同。這個原則就是要滿足守護進程的特性。同一時候，Linux是基于Syetem V的SVR4并遵循Posix標準，實現起來與BSD4相比更方便。編程要點例如以下；
1. 在后臺執行。
為避免掛起控制終端將Daemon放入后臺執行。方法是在進程中調用fork使父進程終止，讓Daemon在子進程中后臺執行。
if(pid=fork())
exit(0);//是父進程，結束父進程，子進程繼續
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）。登錄會話能夠包含多個進程組。這些進程組共享一個控制終端。這個控制終端一般是創建進程的登錄終端。
控制終端，登錄會話和進程組一般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()調用失敗。但第一點已經保證進程不是會話組長。setsid()調用成功后，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。因為會話過程對控制終端的獨占性，進程同一時候與控制終端脫離。
3. 禁止進程又一次打開控制終端
如今，進程已經成為無終端的會話組長。但它能夠又一次申請打開一個控制終端。能夠通過使進程不再成為會話組長來禁止進程又一次打開控制終端：

if(pid=fork())
exit(0);//結束第一子進程，第二子進程繼續（第二子進程不再是會話組長）
4. 關閉打開的文件描寫敘述符
進程從創建它的父進程那里繼承了打開的文件描寫敘述符。如不關閉，將會浪費系統資源，造成進程所在的文件系統無法卸下以及引起無法預料的錯誤。按例如以下方法關閉它們：
for(i=0;i 關閉打開的文件描寫敘述符close(i);>
5. 改變當前工作文件夾
進程活動時，其工作文件夾所在的文件系統不能卸下。一般須要將工作文件夾改變到根文件夾。對于須要轉儲核心，寫執行日志的進程將工作文件夾改變到特定文件夾如/tmpchdir("/")
6. 重設文件創建掩模
進程從創建它的父進程那里繼承了文件創建掩模。它可能改動守護進程所創建的文件的存取位。為防止這一點，將文件創建掩模清除：umask(0);
7. 處理SIGCHLD信號
處理SIGCHLD信號并非必須的。但對于某些進程，特別是server進程往往在請求到來時生成子進程處理請求。假設父進程不等待子進程結束，子進程將成為僵尸進程（zombie）從而占用系統資源。假設父進程等待子進程結束，將添加父進程的負擔，影響server進程的并發性能。在Linux下能夠簡單地將SIGCHLD信號的操作設為SIG_IGN。
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
這樣，內核在子進程結束時不會產生僵尸進程。這一點與BSD4不同，BSD4下必須顯式等待子進程結束才干釋放僵尸進程。
三． 守護進程實例
守護進程實例包含兩部分：主程序test.c和初始化程序init.c。主程序每隔一分鐘向/tmp文件夾中的日志test.log報告執行狀態。初始化程序中的init_daemon函數負責生成守護進程。讀者能夠利用init_daemon函數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，后臺繼續執行
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
//第二子進程不再是會話組長

for(i=0;i< NOFILE;++i)//關閉打開的文件描寫敘述符
close(i);
chdir("/tmp");//改變工作文件夾到/tmp
umask(0);//重設文件創建掩模
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

main()
{
FILE *fp;
time_t t;
init_daemon();//初始化為Daemon

while(1)//每隔一分鐘向test.log報告執行狀態
{
sleep(60);//睡眠一分鐘
if((fp=fopen("test.log","a")) >=0)
{
t=time(0);
fprintf(fp,"Im here at %s/n",asctime(localtime(&t)) );
fclose(fp);
}
}
}
以上程序在RedHat Linux6.0下編譯通過。過程例如以下：
編譯：gcc -g -o test init.c test.c
執行：./test
查看進程：ps -ef
從輸出能夠發現test守護進程的各種特性滿足上面的要求。