什么是守护进程?

守护进程

守护进程（Daemon Process）是在后台运行的一种特殊类型的进程，通常不与任何终端关联。它们独立于用户会话，通常在系统启动时启动，并持续运行以执行一些特定的任务或服务。守护进程是为了提供系统服务、执行定期任务、监听网络请求等目的而设计的。

1. 进程组

多个进程的集合就是进程组, 这个组中必须有一个组长, 组长就是进程组中的第一个进程，组长以外的都是普通的成员，每个进程组都有一个唯一的组ID，进程组的ID和组长的PID是一样的。

相关函数

得到当前进程所在进程组的组ID

pid_t getpgrp(void);

获取指定的进程所在的进程组的组ID，参数 pid 就是指定的进程

pid_t getpgid(pid_t pid);

将某个进程移动到其他进程组中或者创建新的进程组

int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid);

参数:

• pid: 某个进程的进程ID
• pgid: 某个进程组的组ID
  • 如果pgid对应的进程组存在，pid对应的进程会移动到这个组中, pid != pgid
  • 如果pgid对应的进程组不存在，会创建一个新的进程组, 因此要求 pid == pgid, 当前进程就是组长了

返回值：函数调用成功返回0，失败返回-1

2. 会话

会话(session)是由一个或多个进程组组成的，一个会话可以对应一个控制终端, 也可以没有。一个普通的进程可以调用setsid()函数使自己成为新 session 的领头进程（会长），并且这个 session 领头进程还会被放入到一个新的进程组中。先来看一下setsid()函数的原型:

#include <unistd.h>

// 获取某个进程所属的会话ID
pid_t getsid(pid_t pid);

// 将某个进程变成会话 =>> 得到一个守护进程
// 使用哪个进程调用这个函数, 这个进程就会变成一个会话
pid_t setsid(void);

3. 创建守护进程

创建一个守护进程的过程通常包括以下步骤：

1. fork()： 在父进程中调用 fork 创建子进程，并在子进程中执行后续的步骤。
2. setsid()： 在子进程中调用 setsid 函数创建一个新的会话，并使子进程成为该会话的领头进程（session leader）。
3. fork() again： 为了确保守护进程不会在将来打开终端时重新获得控制，再次在子进程中调用 fork，并使父进程退出，这样子进程就不再是会话的领头进程。
4. chdir()： 切换工作目录到一个合适的目录，防止当前工作目录被卸载。
5. umask()： 调用 umask 设置文件创建掩码，以确保守护进程创建的文件具有适当的权限。
6. 关闭文件描述符： 关闭不再需要的文件描述符，防止它们在后续的操作中干扰。
7. 执行核心工作： 执行守护进程的实际工作。
8. 处理信号： 可选步骤，可以设置信号处理函数，以确保守护进程在收到特定信号时能够执行适当的操作。

下面是一个简单的 C 语言守护进程创建示例：

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

void daemonize() {
    pid_t pid, sid;

    // 创建子进程
    pid = fork();

    // 父进程退出，子进程继续执行
    if (pid < 0) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (pid > 0) {
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    // 创建新的会话
    sid = setsid();
    if (sid < 0) {
        perror("setsid");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 再次创建子进程，防止获取控制终端
    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (pid > 0) {
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    // 切换工作目录
    if (chdir("/") < 0) {
        perror("chdir");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置文件掩码
    umask(0);

    // 关闭文件描述符
    close(STDIN_FILENO);
    close(STDOUT_FILENO);
    close(STDERR_FILENO);

    // 执行核心工作
    // ...

    // 处理信号（可选）
    // signal(SIGTERM, handler_function);
    // signal(SIGINT, handler_function);
    // ...
}

int main() {
    // 创建守护进程
    daemonize();

    // 守护进程的核心工作
    while (1) {
        // ...
    }

    return 0;
}

这个例子中，daemonize 函数包含了创建守护进程所需的步骤。注意，实际上守护进程的核心工作部分是一个简单的无限循环，我们可以根据实际需求来添加守护进程的具体逻辑。