Linux daemon进程的应用、实现和原理
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时间：2015年06月20日
什么情况下用daemon进程
生产环境下，除了我们ssh登录上去，然后手动跑的那部分以外，其他都是自动运行的，这些大部分都应该是后台执行的。如何才能后台执行呢？
- nohup ./XXX &
- 由系统的其他daemon进程启动。这样的话，你的程序是它的子进程，跟终端没关系。退出终端也不会导致进程退出。如写在crontab里。
- 写成daemon程序，可以手动执行，退出终端时程序不退出。
如何选择呢？
（1）首先，清理过期日志这一类需求，可以写一个死循环一直运行，也可以写在crontab里，每次执行完就退出（如果每分钟一次可以满足的话）；
（2）crontab的需要接受最多1分钟的时延，如果实时性要求更高一些，那么就需要考虑写个死循环了，这个程序可以由crontab来start和restart，只有在挂了重启时才会出现1分钟时延；
* * * * * /usr/bin/flock -nx /home/chenming/lock/test1.lock -c '/home/chenming/test1 >/dev/null 2>&1'（3）服务不能中断的（nginx、redis、apache，所有在线服务），一般都是daemon程序。但理论上用（2）似乎也可以；当然这两者细节上有很多区别。
怎么用daemon进程
linux C/C++可以直接调用int daemon(int, int)函数，不需要自己重新实现。示例代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc < 3) {
printf("Usage: $0 no_ch_dir no_close_fd\n");
exit(0);
}
int no_ch_dir = atoi(argv[1]);
int no_close_fd = atoi(argv[2]);
std::cout << "main pid : " << getpid() << std::endl;
std::cout << "main parent pid : " << getppid() << std::endl;
std::cout << "main pwd : " << get_current_dir_name() << std::endl;
if (daemon(no_ch_dir, no_close_fd) != 0) {
// 一般都用daemon(0,0)
// 成功返回0，失败返回-1
// daemon(0,0)：chdir到/，关闭0,1,2描述符。
std::cout << "stdout: daemon = -1" << std::endl;
std::cerr << "stderr: daemon = -1" << std::endl;
return 1;
}
std::cout << "stdout: daemon = 0" << std::endl;
std::cerr << "stderr: daemon = 0" << std::endl;
std::cout << "sub pid : " << getpid() << std::endl;
std::cout << "sub parent pid : " << getppid() << std::endl;
std::cout << "sub pwd : " << get_current_dir_name() << std::endl;
while (1);
return 0;
}编译运行：
[chenming@localhost ~]$ g++ test1.cc -o test1 [chenming@localhost ~]$ ./test1 0 0 main pid : 7978 main parent pid : 1382 main pwd : /home/chenming [chenming@localhost ~]$ ps -ef | grep test1 94:chenming 7864 7573 0 16:09 pts/0 00:00:16 vim test1.cc 95:chenming 7897 1 97 16:14 ? 00:33:07 ./test1 0 0 97:chenming 7979 1 47 16:48 ? 00:00:04 ./test1 0 0 99:chenming 7981 1382 8 16:49 pts/1 00:00:00 grep -inE --color test1 [chenming@localhost ~]$ ll /proc/7979/fd total 0 lrwx------. 1 chenming chenming 64 May 1 16:49 0 -> /dev/null lrwx------. 1 chenming chenming 64 May 1 16:49 1 -> /dev/null lrwx------. 1 chenming chenming 64 May 1 16:49 2 -> /dev/null [chenming@localhost ~]$ lsof -p 7979 COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME test1 7979 chenming cwd DIR 253,0 4096 2 / test1 7979 chenming rtd DIR 253,0 4096 2 / test1 7979 chenming txt REG 253,0 8355 142259 /home/chenming/test1 test1 7979 chenming mem REG 253,0 122232 52742 /lib/libgcc_s-4.4.7-20120601.so.1 test1 7979 chenming mem REG 253,0 142600 38788 /lib/ld-2.12.so test1 7979 chenming mem REG 253,0 1906308 38865 /lib/libc-2.12.so test1 7979 chenming mem REG 253,0 202040 47921 /lib/libm-2.12.so test1 7979 chenming mem REG 253,0 942040 52866 /usr/lib/libstdc++.so.6.0.13 test1 7979 chenming 0u CHR 1,3 0t0 3903 /dev/null test1 7979 chenming 1u CHR 1,3 0t0 3903 /dev/null test1 7979 chenming 2u CHR 1,3 0t0 3903 /dev/null
man 3 daemon可以查看到函数签名：
#include <unistd.h>
int daemon(int nochdir, int noclose);
怎么写daemon进程
1.fork，父进程退出
2.setsid。跟终端脱离关系。
3.umask、关掉0,1,2文件描述符。
4.chdir
5.信号处理
这里只有1和 2是必须的。3一般都会做；5大部分不做。
自己实现一个：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int daem(int no_ch_dir, int no_close_fd) {
int pid = fork();
if (pid < 0) {
return -1;
}else if (pid > 0){
exit(0);
}
if (setsid() < 0) {
return -1;
}
if (no_ch_dir == 0) {
chdir("/");
}
umask(0);
if (no_close_fd == 0) {
close(0);
close(1);
close(2);
}
return 0;
}redis的实现：
void daemonize(void) {
int fd;
if (fork() != 0) exit(0); /* parent exits */
setsid(); /* create a new session */
/* Every output goes to /dev/null. If Redis is daemonized but
* the 'logfile' is set to 'stdout' in the configuration file
* it will not log at all. */
if ((fd = open("/dev/null", O_RDWR, 0)) != -1) {
dup2(fd, STDIN_FILENO);
dup2(fd, STDOUT_FILENO);
dup2(fd, STDERR_FILENO);
if (fd > STDERR_FILENO) close(fd);
}
}
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "memcached.h"
int daemonize(int nochdir, int noclose)
{
int fd;
switch (fork()) {
case -1:
return (-1);
case 0:
break;
default:
_exit(EXIT_SUCCESS);
}
if (setsid() == -1)
return (-1);
if (nochdir == 0) {
if(chdir("/") != 0) {
perror("chdir");
return (-1);
}
}
if (noclose == 0 && (fd = open("/dev/null", O_RDWR, 0)) != -1) {
if(dup2(fd, STDIN_FILENO) < 0) {
perror("dup2 stdin");
return (-1);
}
if(dup2(fd, STDOUT_FILENO) < 0) {
perror("dup2 stdout");
return (-1);
}
if(dup2(fd, STDERR_FILENO) < 0) {
perror("dup2 stderr");
return (-1);
}
if (fd > STDERR_FILENO) {
if(close(fd) < 0) {
perror("close");
return (-1);
}
}
}
return (0);
}nginx的实现：
#include <ngx_config.h>
#include <ngx_core.h>
ngx_int_t
ngx_daemon(ngx_log_t *log)
{
int fd;
switch (fork()) {
case -1:
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "fork() failed");
return NGX_ERROR;
case 0:
break;
default:
exit(0);
}
ngx_pid = ngx_getpid();
if (setsid() == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "setsid() failed");
return NGX_ERROR;
}
umask(0);
fd = open("/dev/null", O_RDWR);
if (fd == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno,
"open(\"/dev/null\") failed");
return NGX_ERROR;
}
if (dup2(fd, STDIN_FILENO) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "dup2(STDIN) failed");
return NGX_ERROR;
}
if (dup2(fd, STDOUT_FILENO) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "dup2(STDOUT) failed");
return NGX_ERROR;
}
#if 0
if (dup2(fd, STDERR_FILENO) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "dup2(STDERR) failed");
return NGX_ERROR;
}
#endif
if (fd > STDERR_FILENO) {
if (close(fd) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "close() failed");
return NGX_ERROR;
}
}
return NGX_OK;
}
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