《Linux系统编程训练营》0-10_守护进程深度分析

会话与终端的关联

新会话关联控制终端的方法 （设备打开前处于空闲状态）

1、 关闭标准输入输出和标准错误输出
2、 将 stdin 关联到终端设备 ： STDIN_FILENO -> 0
3、 将 stdout 关联到终端设备 ： STDOUT_FILENO -> 1
4、 将 stderr 关联到终端设备 ： STDERR_FILENO -> 2

一些相关推论

• 新会话关联控制终端后，会话中的所有进程生命周期与控制终端相关
• 只有会话首进程能过够关联控制终端（会话中的其它进行不行）

• 进程的标准输入输出与标准错误输出可以进行重定向

  • 由描述符 0， 1， 2 决定重定向的目标位置（按顺序打开）
  • 控制终端与进程的标准输入输出以及标准错误输出无直接关系

一个大胆的想法

if (pid == 0) {
    setsid();

    sleep(3);

    close(STDIN_FILENO);
    close(STDOUT_FILENO);
    close(STDERR_FILENO);

    i += open(argv[1], O_RDONLY);  // argv[1] 指向终端设备路径； 按顺序打开终端设备，使其描述符对应位 0，1，2
    i += open(argv[1], O_RDONLY);
    i += open(argv[1], O_RDONLY);

    printf("child = %d, ppid = %d, gid = %d, sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(getpid()));
    printf("i = %d\n", i);
}

会话与终端深度实验

master.c

#define _XOPEN_SOURCE  600
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
    char rx = 0;
    int c = 0;
    int master = 0;

    master = posix_openpt(O_RDWR);

    if (master > 0) {
        grantpt(master);
        unlockpt(master);

        printf("Slave: %s\n", ptsname(master));

        while ((c = read(master, &rx, 1)) == 1) {
            if (rx != '\r') {
                printf("%c", rx);
            }
        }
        close(master);
    }
    else {
        printf("create pty error...\n");
    }

    return 0;
}

session.c

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    int pid = 0;
    int i = 0;

    if ((pid = fork()) > 0) {
        printf("parent = %d, ppid = %d, pgid = %d, sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(getpid()));
        printf("new: %d\n", pid);
        exit(0);
    } else if (pid == 0) {
        setsid();
        sleep(60);

        close(STDIN_FILENO);
        close(STDOUT_FILENO);
        close(STDERR_FILENO);

        i += open(argv[1], O_RDONLY);  // 0 ->  STDIN
        i += open(argv[1], O_WRONLY);  // 1 ->  STDOUT
        i += open(argv[1], O_RDWR);    // 2 ->  STDERR

        printf("child = %d, ppid = %d, pgid = %d,  sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(),  getsid(getpid()));
        printf("i = %d\n", i);
    } else {
        printf("fork error...\n");
    }

    sleep(240);

    return 0;
}

守护进程要点分析

什么是守护进程 （Daemon）?

• 守护进程是系统中执行任务的后台进行

  • 不与任何终端相关联（不接收终端相关的信号）
  • 生命周期长，一旦启动，正常情况下不会停止（直到系统退出）
  • Linux 大多数服务器使用守护进程实现（守护进程名以后缀 d 结尾）

守护进程的创建步骤

1、 通过 fork() 创建新进程，成功后，父进程退出
2、 子进程通过 setsid() 创建新会话
3、 子进程通过 fork() 创建孙进程[成为守护进程]（肯定不是会话首进程） 【无法与终端关联】
4、 孙进程修改模式 umask() ， 改变目录为 "/" 【避免删除文件的影响】
5、 关闭标准输入输出和标准错误输出 【不能打印输出】
6、 重定向标准输入输出和标准错误输出 （"/dev/null"）

守护进程关键点分析

• 父进程创建子进程是为了创建新会话
• 自进程创建孙进程是为了避免产生控制进程
• 孙进程不是会话首进程，因此不会关联终端
• 重定向操作可以避开奇怪的进程输出行为

守护进程深度分析

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


int main(int argc, char* argv[])
{
    int pid = 0;
    int i = 0;
    
    if( (pid = fork()) > 0 ) // 1
    {
        printf("parrent = %d, ppid = %d, pgid = %d, sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(getpid()));
        printf("child: %d\n", pid);
        exit(0);
    }
    else if( pid == 0 )
    {
        setsid(); // 2
        
        if( (pid = fork()) > 0 )  // 3
        {
            printf("child = %d, ppid = %d, pgid = %d, sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(getpid()));
            printf("groundson: %d\n", pid);
            exit(0);
        }
        
        if( pid == 0 )
        {   
            // 4
            umask(0); 
            chdir("/"); 
            // 5
            close(STDIN_FILENO);
            close(STDOUT_FILENO);
            close(STDERR_FILENO);
            // 6
            i += open("/dev/null", O_RDONLY);  // 0 --> STDIN
            i += open("/home/harmony/Documents/d.log", O_WRONLY);  // 1 --> STDOUT
            i += open("/dev/null", O_RDWR);    // 2 --> STDERR
            
            printf("child = %d, ppid = %d, pgid = %d, sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(getpid()));
                       
            while( 1 )
            {
                // do something
                printf("i = %d\n", i++);
                sleep(1);
                fflush(stdout);
            }
        }
    }
    else
    {
        printf("fork error...\n");
    }  
    
    return 0;
}