Daemon程序的原理和实现[转]

一、引言

Daemon程序是一直运行的服务端程序，又称为守护进程。

二、Daemon程序简介

Daemon是长时间运行的进程，通常在系统启动后就运行，在系统关闭时才结束。一般说Daemon程序在后台运行，是因为它没有控制终端，无法和前台的用户交互。Daemon程序一般都作为服务程序使用，等待客户端程序与它通信。我们也把运行的Daemon程序称作守护进程。

三、Daemon程序编写规则

编写Daemon程序有一些基本的规则，以避免不必要的麻烦。
1、首先是程序运行后调用fork，并让父进程退出。子进程获得一个新的进程ID，但继承了父进程的进程组ID。
2、调用setsid创建一个新的session，使自己成为新session和新进程组的leader，并使进程没有控制终端(tty)。
3、改变当前工作目录至根目录，以免影响可加载文件系统。或者也可以改变到某些特定的目录。
4、设置文件创建mask为0，避免创建文件时权限的影响。
5、关闭不需要的打开文件描述符。因为Daemon程序在后台执行，不需要于终端交互，通常就关闭STDIN、STDOUT和STDERR。其它根据实际情况处理。
另一个问题是Daemon程序不能和终端交互，也就无法使用printf方法输出信息了。我 们可以使用syslog机制来实现信息的输出，方便程序的调试。在使用syslog前需要首先启动syslogd程序，关于syslogd程序的使用请参 考它的man page，或相关文档，我们就不在这里讨论了。

四、一个Daemon程序的例子

编译运行环境为Redhat Linux。

我们新建一个daemontest.c程序，文件内容如下：

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <syslog.h>
#include <signal.h>

int daemon_init(void) 
{ 
	pid_t pid; 
	if((pid = fork()) < 0) 
		return(-1); 
	else if(pid != 0) 
		exit(0); /* parent exit */ 
	/* child continues */ 
	
	setsid(); /* become session leader */ 
	chdir("/"); /* change working directory */ 
	umask(0); /* clear file mode creation mask */ 
	close(0); /* close stdin */ 
	close(1); /* close stdout */ 
	close(2); /* close stderr */ 
	return(0); 
} 

void sig_term(int signo) 
{ 
	if(signo == SIGTERM) 
	/* catched signal sent by kill(1) command */ 
	{ 
		syslog(LOG_INFO, "program terminated."); 
		closelog(); 
		exit(0); 
	} 
} 

int main(void) 
{ 
	if(daemon_init() == -1) 
	{ 
		printf("can't fork self\n"); 
		exit(0); 
	} 

	openlog("daemontest", LOG_PID, LOG_USER); 
	syslog(LOG_INFO, "program started."); 
	signal(SIGTERM, sig_term); /* arrange to catch the signal */ 
	while(1) 
	{ 
		sleep(1); /* put your main program here */ 
	} 
	return(0); 
} 

使用如下命令编译该程序： gcc -Wall -o daemontest daemontest.c编译完成后生成名为daemontest的程序，执行./daemontest来测试程序的运行。

使用ps axj命令可以显示系统中已运行的daemon程序的信息，包括进程ID、session ID、控制终端等内容。

部分显示内容：

PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND

1098 1101 1101 1074 pts/1 1101 S 0 0:00 -bash 1 1581 777 777 ? -1 S 500 0:13 gedit 1 1650 1650 1650 ? -1 S 500 0:00 ./daemontest 794 1654 1654 794 pts/0 1654 R 500 0:00

ps axj 从中可以看到daemontest程序运行的进程号为1650。
我们再来看看/var/log/messages文件中的信息： Apr 7 22:00:32 localhost
daemontest[1650]: program started.
显示了我们在程序中希望输出的信息。
我们再使用kill 1650命令来杀死这个进程，/var/log/messages文件中就会有如下的信息：
Apr 7 22:11:10 localhost daemontest[1650]: program terminated.
使用ps axj命令检查，发现系统中daemontest进程已经没有了。

五、另一个例子

// start_daemon: 启动守护进程
void start_daemon()
{
    int pid;
    FILE *fp;

    if(pid = fork())
    {
         // 这里是父进程的处理过程，把子进程的 pid 写入 PIDFILE 防止重复
         fp = fopen(PIDFILE, “w”);
         fprintf(fp, “%d”, pid);

         // 关闭父进程
         exit(0);
    }

    // 子进程的初始化在 main 函数里，这里也可以放一些
}

// anti_dup: 防止重复
void anti_dup()
{
    FILE *fp;
    int pid;

    if(fp = fopen(PIDFILE, “r”))
    {
        fscanf(fp, “%d”, &pid);
        if(kill(pid, 0) == 0)
        {
            printf(”daemon already running!\n”);
            fclose(fp);
            exit(1);
        }
    }
}

// close_daemon: 退出守护进程
void close_daemon()
{
    FILE *fp;
    int pid;

    if(fp = fopen(PIDFILE, “r”))
    {
        fscanf(fp, “%d”, &pid);
        if(kill(pid, 0) == -1) // 0 信号用来检测进程是否存在
        {
            printf(”daemon not running!\n”);
            fclose(fp);
            exit(1);
        }
        else
        {
            kill(pid, 9); // 9 信号用来杀死进程
            fclose(fp);
            exit(1);
        }
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if ((argc == 2) && (strcmp(”quit”, argv[1]) == 0))
    {
        close_daemon();
    }
    anti_dup();
    start_daemon();

    /* TODO: 一些初始化工作，放在这里 */

    // 主循环
    while (1)
    {
        /* TODO: 工作代码，可以定义成若干个工作函数 */
        printf(”Hello World!\n”);

        // 休息一会儿
        sleep(5);
    }

    return 0;
}