一个 Linux 后台程序编程案例分析

Linux 下的一个进程打开一个日志文件，不定期地往该文件里写入日志。此时可以在控制台使用 mv 命令给该日志文件改个名字或者用 rm 命令把这个日志文件删除掉。Linux 下是允许这么干的！对于改日志文件名的情形还好一点，后续的日志还是会写入更名后的文件里，只是会影响后面日志文件自动清理功能（比如把日志文件名改得像个进程文件名）；而对于删除文件的情形，就直接导致后续的日志无法计入日志文件，一直到第二天凌晨日志文件切换时才回复正常。

为此，增加了一个日志文件保护功能，放在一个独立的线程 logGuardEntry 里运行。这个保护功能主要是定期检查当前所使用的日志文件是否存在，以及日志记录是否正常，若检测到异常，则关闭当前日志输出的文件句柄，并重新打开所使用的文件，文件不存在则重建。

用 debug 版调试运行，功能正常后生成 release 版，却测试发现增加的日志文件保护功能没有起作用。用 gdb 挂上进程查看线程栈，想看下 logGuardEntry 线程内部出了什么状况，结果发现根本就没有 logGuardEntry 这个线程！

仔细排查，才发现问题和 daemonInit 函数调用有关系。main 函数里相关调用示意如下：

int main()
{
    ...
    startLogWriter(...);
    ...
#ifndef _DEBUG
    daemonInit();
#endif
    ...
}

startLogWriter 函数体末尾有一行：

startThread(logGuradEntry,...);

即启动一个以 logGuardEntry 为入口函数的线程，实施日志文件保护的功能。

daemonInit 函数里有如下代码段：

void daemonInit()
{
    ...
    pid = fork();
    if (pid != 0) {
        exit(0);
    }
    ...
}

这是让程序以守护进程运行的通常做法，即让主进程退出，而让子进程经过进一步处理成为守护进程继续运行。但是 fork 调用生成的子进程在 fork() 这条语句完成时，只会有一个线程，即调用 fork 的线程（上面就是 main 所在的线程，即主线程）。这是 Linux 出于某种合理的考虑而这样设计的。上面的 main 函数里，先调用了 startLogWriter，里面会启动一个 logGuard 线程，这时主进程有两个线程在运行；而随后调用 daemonInit，导致主进程退出，而子进程却丢掉了 logGuard 线程，导致测试时发现日志保护功能根本不起作用。

当然，这个问题改起来很简单，把 startLogWriter 调用放到 daemonInit 之后就好了，即：

int main()
{
    ...
#ifndef _DEBUG
    daemonInit();
#endif
    startLogWriter(...);
    ...
}

就是说，对于以守护进程运行的后台程序而言，daemonInit 调用尽量早一些做，尤其不要在调用 daemonInit 之前启动工作线程。

由 fork 调用的工作机制，不禁会想：子进程是不是可以没有 main() 函数所在的线程，即所谓主线程（比如，把上面的 daemonInit 调用挪到 logGuard 线程里调用）？

实际试验了一下，果然是可以的。以下是用 gdb 挂上进程看到的内情：