linux实现守护进程demo

工作中因为业务需要，被要求实现守护进程的功能。

对守护进程简单进行理解，从网络获取到一些有用的demo代码，以及自己进行测试，这里做笔记汇总。

1：守护进程理解

守护进程是一个在后台运行并且不受任何终端控制的进程。

个人广义理解：守护进程需要做到，脱离当前启动的终端，重定位输入输出相关信息。

代码实现一个守护进程的流程：（最终参考百科）

​ 1：脱离终端：使用创建子进程，终止父进程，僵尸进程的形式实现。

​ 2：在子进程中创建新会话：setsid函数能够使进程完全独立出来，从而脱离fork函数父进程的一些控制。

​ 调用setsid的三个作用：让进程摆脱原会话的控制、让进程摆脱原进程组的控制，让进程摆脱原控制终端的控制。

​ 3：改变工作目录：继承了父进程的工作目录，使用chdir定义该进程的工作目录（进程运行期间，目录无法删除）

​ 4：重设文件创建掩码：文件创建掩码是指屏蔽掉文件创建时的对应位，使用umask(0)把文件创建掩码设置为0。

​ 5：关闭文件描述符：关闭从父进程那里继承一些已经打开了的文件。

2：守护进程demo

按照上述的流程，大概知道守护进行的实现流程，整理到感觉比较好的两个demo：

demo1:设置守护进程，监控子进程如果终止做日志记录（注意代码中的目录）：

#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/param.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#include <fcntl.h>
#include <wait.h>

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//提升控制 设置守护进程目录  以及输出重定向
int updateSTD()
{
    int fd;
    umask(0);
    chdir("/tmp");

    long maxfd;
    if ((maxfd = sysconf(_SC_OPEN_MAX)) != -1)
    {
        for (fd = 0; fd < maxfd; fd++)
        {
            close(fd);
        }
    }
    fd = open("/dev/null", O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        return -1;
    }
    if (dup2(fd, STDIN_FILENO) == -1) {
        return -1;
    }

    if (dup2(fd, STDOUT_FILENO) == -1) {
        return -1;
    }

    if (dup2(fd, STDERR_FILENO) == -1) {
        return -1;
    }

    if (fd > STDERR_FILENO) {
        if (close(fd) == -1) {
            return -1;
        }
    }
    return 0;
}

int start_daemon(int monitorChild)
{
    switch (fork()) 
    {
        case -1:    //fork失败 退出
            return -1;

        case 0:     //创建了一个子进程 继续运行
            break;

        default:    //是父进程    退出
            exit(0);
    }
    //是第一子进程，后台继续执行
    if (setsid() == -1) //第一子进程成为新的会话组长和进程组长
    {
        return -1;
    }

    //Step2: 父进程监控子进程运行
    pid_t pid;
    int status, i;
    FILE *fp;
    time_t t;
    while(1)
    {
        switch (fork()) 
        {
            case -1:        //fork失败 退出
                return -1;

            case 0:         //创建了一个子进程 提升权限  作为监控
                updateSTD();
                return 0;

            default:        //父进程 监控子进程的运行
                if(monitorChild == 0) //只是记录日志？
                {
                    pid = wait(&status);
                    i = WEXITSTATUS(status);
                    if((fp=fopen("/home/hlp/0922/test.log","a")) >=0)
                    {
                        t=time(0);
                        fprintf(fp,"[%s] child's pid = %d . exit status=%d \n",asctime(localtime(&t)),pid, i);
                        fclose(fp);
                    }
                }
                else
                {
                    exit(0);
                }
        }
    }
    return 0;
}

//那么如何实现一个 应用进程挂了  使用守护进程监控启动
int main()
{
    time_t t;
    start_daemon(0);
    FILE *fp1;
    while(1)//每隔一分钟向test.log报告运行状态
    {
        sleep(10);//睡眠一分钟
        if((fp1=fopen("/home/hlp/0922/test_exec.log","a")) >=0){
            t=time(0);
            fprintf(fp1,"Im here at %s \n",asctime(localtime(&t)) );
            fclose(fp1);
        }
    }
    return 0;
}

demo2: 守护进程可以实现一些监控功能：

看到一个实例，这里做整理：

​ 监控进程可以实现监控我们的运行进程情况，做记录或者重启。

​ 这里可以衍生，实现达到系统监控的一些功能。

thisisatest.c：守护进程，脱离终端，在后台运行。 实现我们的业务功能：

#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/param.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<time.h>
void init_daemon()
{
    int pid;
    int i;
    pid=fork();
    if(pid<0)    
        exit(1);  //创建错误，退出
    else if(pid>0) //父进程退出
        exit(0);
        
    setsid(); //使子进程成为组长
    pid=fork();
    if(pid>0)
        exit(0); //再次退出，使进程不是组长，这样进程就不会打开控制终端
    else if(pid<0)    
        exit(1);
    //关闭进程打开的文件句柄
    for(i=0;i<NOFILE;i++)
        close(i);
    chdir("/root/test");  //改变目录
    umask(0);//重设文件创建的掩码
    return;
}

void main()
{
    FILE *fp;
    time_t t;
    init_daemon();
    while(1)
    {
        sleep(60); //等待一分钟再写入
        fp=fopen("testfork2.log","a");
        if(fp>=0)
        {
            time(&t);
            fprintf(fp,"current time is:%s\n",asctime(localtime(&t)));  //转换为本地时间输出
            fclose(fp);
        }
    }
    return;
}

监控进程monitor.c： 同样是守护进程，但是代码功能实现了监控的功能：

#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/param.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<time.h>
#include<sys/wait.h>
#include<fcntl.h>
#include<limits.h>
#define BUFSZ 150
void init_daemon()
{
    int pid;
    int i;
    pid=fork();
    if(pid<0)
        exit(1);  //创建错误，退出
    else if(pid>0) //父进程退出
        exit(0);
    setsid(); //使子进程成为组长
    pid=fork();
    if(pid>0)
        exit(0); //再次退出，使进程不是组长，这样进程就不会打开控制终端
    else if(pid<0)
        exit(1);
    //关闭进程打开的文件句柄
    for(i=0;i<NOFILE;i++)
        close(i);
    chdir("/root/test");  //改变目录
    umask(0);//重设文件创建的掩码
    return;
}
void err_quit(char *msg)
{
    perror(msg);
    exit(EXIT_FAILURE);
}
// 判断程序是否在运行
int does_service_work()
{
    FILE* fp;
    int count;
    char buf[BUFSZ];
    char command[150];
    sprintf(command, "ps -ef | grep thisisatest | grep -v grep | wc -l" );
    if((fp = popen(command,"r")) == NULL)
        err_quit("popen");
    if( (fgets(buf,BUFSZ,fp))!= NULL )
    {
        count = atoi(buf);
    }
    pclose(fp);
    return count;
    // exit(EXIT_SUCCESS);
}
void main()
{
    FILE *fp;
    time_t t;
    int count;
    init_daemon();
    while(1)
    {
        sleep(10); //等待一分钟再写入
        fp=fopen("testfork3.log","a");
        if(fp>=0)
        {
            count = does_service_work();
            time(&t);
            if(count>0)
                fprintf(fp,"current time is:%s and the process exists, the count is %d\n",asctime(localtime(&t)), count);  //转换为本地时间输出
            else
            {
                fprintf(fp,"current time is:%s and the process does not exist, restart it!\n",asctime(localtime(&t)));  //转换为本地时间输出
                system("/home/user/daemon/thisisatest"); //启动服务 注意自己可执行程序的目录
            }
            fclose(fp);
        }
    }
    return;
}

该测试程序，如果我终止thisisatest可执行程序，监控程序就会自动重启。

注意：内部涉及一些工作目录，以及日志目录，在测试的时候要关注。