实现Linux下守护进程：把守一定目标

1. 什么是守护进程

在Linux系统中，守护进程（daemon）是一种在后台运行的进程，它不依赖于任何终端，并且在系统启动时自动启动。守护进程通常用于执行一些系统任务，如系统日志记录、网络服务等。与普通的前台进程相比，守护进程有一些特点：

守护进程在后台运行，没有控制终端。

守护进程通常是由系统启动脚本或者服务管理器来启动和停止。

守护进程不会因为终端关闭而退出。

守护进程需要自己处理信号和异常情况。

2. 如何实现一个守护进程

要实现一个守护进程，需要经过以下步骤：

2.1 第一步：创建子进程

守护进程一般是通过创建子进程的方式实现的。在创建子进程之前，首先需要调用fork()函数创建一个子进程，完成进程的复制。

#include 
#include 
int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) {
        // 创建子进程失败
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (pid > 0) {
        // 父进程退出
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    // 子进程继续执行
    ...
}

2.2 第二步：脱离控制终端

守护进程需要脱离控制终端的控制，以避免因终端关闭而退出。为了实现这一点，可以调用setsid()函数创建一个新的会话，并成为会话组的组长进程。

#include 
int main() {
    ...
    if (setsid() < 0) {
        // 创建新会话失败
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    ...
}

2.3 第三步：关闭文件描述符

在脱离控制终端后，还需要关闭标准输入、标准输出和标准错误输出文件描述符，以防止守护进程错误地从终端读取输入或向终端输出。

#include 
int main() {
    ...
    close(STDIN_FILENO);
    close(STDOUT_FILENO);
    close(STDERR_FILENO);
    ...
}

2.4 第四步：改变工作目录

守护进程一般会将工作目录切换到根目录，以避免影响其他进程和文件系统。

#include 
int main() {
    ...
    if (chdir("/") < 0) {
        // 切换工作目录失败
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    ...
}

2.5 第五步：重设文件权限掩码

守护进程创建文件时不会考虑原始文件的权限掩码。为了避免系统中的其他进程访问守护进程创建的文件时出现权限问题，可以调用umask()函数重设文件权限掩码。

#include 
#include 
int main() {
    ...
    umask(0);
    ...
}

2.6 第六步：处理信号

在守护进程运行过程中，可能会收到一些信号，如SIGTERM、SIGINT等。为了正确处理这些信号，并在接收到信号时进行一些清理操作或执行其他逻辑，需要注册信号处理函数。

#include 
void signal_handler(int signum) {
    // 处理信号
    ...
}
int main() {
    ...
    signal(SIGTERM, signal_handler);
    ...
}

3. 示例代码

下面是一个简单的示例代码，演示了如何实现一个守护进程：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
void signal_handler(int signum) {
    // 处理信号
    ...
}
int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (pid > 0) {
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    if (setsid() < 0) {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    close(STDIN_FILENO);
    close(STDOUT_FILENO);
    close(STDERR_FILENO);
    if (chdir("/") < 0) {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    umask(0);
    signal(SIGTERM, signal_handler);
    while (1) {
        // 守护进程主体逻辑
        ...
        sleep(1);
    }
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

以上代码创建了一个守护进程，守护进程使用了fork()函数创建子进程，然后调用setsid()函数创建新会话，并关闭了标准输入、标准输出和标准错误输出文件描述符。接着切换工作目录到根目录，并重设文件权限掩码。最后，注册了一个信号处理函数，并在一个无限循环中执行守护进程的主体逻辑。

通过以上步骤，我们可以在Linux系统中实现一个简单的守护进程。