守护进程详解

一、普通进程运行观察代码示例：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <signal.h>int main(int argc, char *const *argv){printf("进程开始执行！\n");while (1){sleep(1);//休眠1秒//p

芒种、

5009人浏览 · 2021-02-01 22:37:07

芒种、 · 2021-02-01 22:37:07 发布

一、普通进程运行观察

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

int main(int argc, char *const *argv)
{
    printf("进程开始执行！\n");
    while (1)
    {
        sleep(1);   //休眠1秒
        //printf("休息1秒,进程ID=%d\n", getpid());
    }
    
    printf("再见了！\n");
    return 0;
}

查看进程id，进程状态的命令

ps -eo pid,ppid,sid,tty,pgrp,comm | grep -E 'bash|PID|nginx'

进程有对应的终端，如果终端退出，那么对应的进程也就消失了
终端被占住了，输入各种命令没有反应。

二、守护进程基本概念

守护进程：一种长期运行的进程，这种进程在后台运行，并且不跟任何的控制终端关联。
基本特点：

生存周期长[非必须]，一般操作系统启动的时候就启动，关闭的时候关闭。
守护进程和终端无关联，也就是他们没有控制终端，所以当控制终端退出，也不会导致守护进程退出。
守护进程是在后台运行，不会占着终端，终端可以执行其他命令

linux操作系统本身是有很多的守护进程在默默执行，维持着系统的日常活动。大概30-50个。
查看后台守护进程命令：

ps -efj

ppid = 0：内核进程，跟随系统启动而启动，生命周期贯穿整个系统。
cmd列名带[]这种，叫内核守护进程
老祖init：也是系统守护进程，它负责启动各运行层次特定的系统服务；所以很多进程的PPID是init，也负责收养孤儿进程。
cmd列中名字不带[]的普通守护进程（用户集守护进程）

共同点总结：

大多数守护进程都是以超级用户特权运行的。
守护进程没有控制终端；内核守护进程以无控制终端方式启动，普通守护进程可能是守护进程调用了setsid的结果（无控制终端）

三、守护进程编写规则

调用umask(0)，umask是一个函数，用来限制（屏蔽）一些文件权限。
fork()一个子进程出来，然后父进程退出（固定套路，把终端空出来，不让终端卡住）；fork()的目的是想成功调用setsid()来建立新会话，子进程有单独的sid，并且成为新进程组的组长，不关联任何终端。

1. 文件描述符

文件描述符：用来标识一个文件。当你打开一个存在的文件或者创建一个新文件，操作系统都会返回这个文件描述符。后续对这个文件的操作的一些函数，都会用到这个文件描述符作为参数。

Linux中三个特殊的文件描述符，数字分别为0，1，2：
0：标准输入[键盘]，对应的符号常量叫 STDIN_FILENO
1：标准输出[屏幕]，对应的符号常量叫 STDOUT_FILENO
2：标准错误[屏幕]，对应的符号常量叫STDERR_FILENO

文件描述符虽然是数字，但是，我们把文件描述符直接理解成指针（指针里面保存的是地址-其实也是一个数字）

2. 输入输出重定向

输出重定向：标准输出文件描述符不在指向屏幕，可以重新指向一个文件。
重定向，在命令行中用 > 即可；例如：ls -la > file，可看到内容保存到file文件里面

输入重定向：在命令行中用 < 即可，例如 cat < file ，从文件里面读取内容

3. 空设备

/dev/null ：是一个特殊的设备文件，它丢弃一切写入其中的数据（像黑洞一些）例如：cat file > /dev/null 输出重定向文件到空洞(无任何输出)。

我们一般把守护进程的标准输入、标准输出重定向到空设备（黑洞），从而确保守护进程不从键盘接收任何东西，也不把输出结果打印到屏幕。

4. 实现范例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>  //malloc
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

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

//创建守护进程
//创建成功则返回1，否则返回-1
int ngx_daemon()
{
    int  fd;

    switch (fork())  //fork()子进程
    {
    case -1:
        //创建子进程失败，这里可以写日志......
        return -1;
    case 0:
        //子进程，走到这里，直接break;
        break;
    default:
        //父进程，直接退出 
        exit(0);         
    }

    //只有子进程流程才能走到这里
    if (setsid() == -1)  //脱离终端，终端关闭，将跟此子进程无关
    {
        //记录错误日志......
        return -1;
    }
    umask(0); //设置为0，不要让它来限制文件权限，以免引起混乱

    fd = open("/dev/null", O_RDWR); //打开黑洞设备，以读写方式打开
    if (fd == -1) 
    {
        //记录错误日志......
        return -1;
    }
    if (dup2(fd, STDIN_FILENO) == -1) //先关闭STDIN_FILENO[这是规矩，已经打开的描述符，动他之前，先close]，类似于指针指向null，让/dev/null成为标准输入；
    {
        //记录错误日志......
        return -1;
    }

    if (dup2(fd, STDOUT_FILENO) == -1) //先关闭STDIN_FILENO，类似于指针指向null，让/dev/null成为标准输出；
    {
        //记录错误日志......
        return -1;
    }

     if (fd > STDERR_FILENO)  //fd应该是3，这个应该成立
     {
        if (close(fd) == -1)  //释放资源这样这个文件描述符就可以被复用；不然这个数字【文件描述符】会被一直占着；
        {
            //记录错误日志......
            return -1;
        }
    }

    return 1;
}

int main(int argc, char *const *argv)
{
    if(ngx_daemon() != 1)
    {
        //创建守护进程失败，可以做失败后的处理比如写日志等等
        return 1; 
    } 
    else
    {
        //创建守护进程成功,执行守护进程中要干的活
        for(;;)
        {        
            sleep(1); //休息1秒
            printf("休息1秒，进程id=%d!\n",getpid()); //你就算打印也没用，现在标准输出指向黑洞（/dev/null），打印不出任何结果【不显示任何结果】
        }
    }
    return 0;
}