守护进程详解以及start-stop-daemon命令

1、概念：守护进程是在后台运行的不受终端控制的进程，通常守护进程在系统启动时自动运行，守护进程的名称通常以d结尾，比如sshd、xinetd、crond等。

2、创建守护进程的步骤：
a、调用fork(),创建新进程，它会是将来的守护进程；
b、在父进程中调用exit()，保证子进程不是进程组组长；（进程组组长不能创建新的会话）
c、调用setsid创建新的会话期； pid_t  setsid(void); 如果调用进程不是进程组组长，就可以创建一个新的会话期。调用者进程号码称为会话期的号码，和会话期中唯一进程组的号码
d、将当前目录改为根目录；
e、将标准输入、标准输出、标准错误重定向到/dev/null；

 #include<unistd.h>
 #include<sys/types.h>
 #include<stdlib.h>
 #include<stdio.h>
 #include<errno.h>
 #include<string.h>
 #include<signal.h>
 #define ERR_EXIT(m)\
      do\
     {\
         perror(m);\
         exit(EXIT_FAILURE);\
     }while(0)  //宏要求一条语句

int setup_daemon(void);
int main()
{
    setup_daemon();
　　 for(;;);
    //实际上直接调用daemon()函数也可以实现。
    //void daemon(int nochdir,int noclose); nochdir:0将当前目录更改至"/"
    //noclose:0 将标准输入、标准输出、标准错误重定向到/dev/null
    //printf("test...");//没有输出
    return 0;
}
//创建完新会话，调用者进程将成为新会话期的领头进程；
//调用者进程会成为新会话中唯一进程组的组长；
//并且新的会话期没有控制终端；在后台运行；
int setup_daemon(void)
{
    pid_t pid;
    pid=fork();
    if(pid==-1)
        ERR_EXIT("fork error");
    else if(pid>0)
        exit(EXIT_SUCCESS);
    setsid();
    chdir("/");
    close(0);
    close(1);
    close(2);
    open("/dev/null",O_RDWR);//0指向/dev/null
    dup(0);//找到最小的1指向0
    dup(0);//找到最小的2指向0
    return 0;
}

　　实际系统中提供了一个函数，实现上述功能：void daemon(int nochdir,int noclose);的参数都置为1，就不会重定向，也不会定位到根目录，主要用于开发调试的时候使用。

在 Debian 系统中， start-stop-daemon 就是为将一个普通程序变成守护进程而生。

• -b, --background 通过 fork 和 setsid 的形式将程序变为后台运行。
• -d, --chdir 更改进程的工作目录。
• -u, --user 设置进程的执行用户。
• -k, --umask 设置新建文件的权限掩码。

除此之外， start-stop-daemon 还可以

• -S, --start 启动程序
• -K, --stop 给程序发信号，终止程序或者判断程序的状态都可以

并且还通过 -p, --pidfile 和 -m, --make-pidfile 在启动程序时将守护进程启动后的 pid 写入指定文件，方便后续的终止程序或者判断程序的状态。

因为有了 start-stop-daemon 可以很容易写出系统启动脚本，网上的例子很多，比如这个

在我们的工作中，接触了很多守护进程（daemon），比如 Web Server （Apache，Nginx），MySQL，Redis，Memcached 等等。除了这些开源程序，我们自己也会开发一些守护进程以满足业务的需要，比如UU加速节点上的 Echo Server 用来给玩家客户端提供测速服务。那么此时，我们需要特别关心的是：一个完整的守护进程需要满足哪些特性，以及如何实现这些特性。

首先谈谈我们对于守护进程的要求和期望的特性：

• 后台 运行。
• 不会随着创建该守护进程的会话退出后，守护进程也跟着退出，要能 7x24 小时运行哇！
• 不能具有控制终端。杜绝从控制终端接收标准输入，还输出日志到控制终端。

在 《Advanced Programming in the UNIX Envrioment》一书中的 Chapter 13.Daemon Process ，就详细介绍 daemon 的编程规则和实现：

• 调用 fork 后，主进程退出，子进程忽略HUP信号。这样不仅能后台运行，还能忽略HUP信号，保证 7x24 小时运行。
• 调用 setsid 以创建一个新会话，使得调用进程：
  • 成为新会话的首进程
  • 成为新进程组的组长进程
  • 没有控制终端

这些操作可以使得一个程序满足了我们对于守护进程的期望，但是还远远不够，还需要：

• 调用 umask 设置权限掩码，保证守护进程创建新文件的权限。
• 调用 chdir 设置守护进程的工作目录。
• 调用 setuid 和 setgid 设置守护进程的用户。
• 关闭从父进程继承的不再需要的文件描述符。

如果在我们的代码中去实现一个守护进程，确实费心费力。所以大家都在寻找如何将我们的一个简单的程序变成守护进程？在UU加速节点中，启动 Echo Server 守护进程时，比较粗暴的通过以下命令：

nohup command 2>&1 >> log &

这样的命令仅仅实现了后台运行和不随会话退出而提出，不仅很多细节没有实现，并且不够优雅。在 Debian 系统中， start-stop-daemon 就是为将一个普通程序变成守护进程而生。

• -b, --background 通过 fork 和 setsid 的形式将程序变为后台运行。
• -d, --chdir 更改进程的工作目录。
• -u, --user 设置进程的执行用户。
• -k, --umask 设置新建文件的权限掩码。

除此之外， start-stop-daemon 还可以

• -S, --start 启动程序
• -K, --stop 给程序发信号，终止程序或者判断程序的状态都可以

并且还通过 -p, --pidfile 和 -m, --make-pidfile 在启动程序时将守护进程启动后的 pid 写入指定文件，方便后续的终止程序或者判断程序的状态。

因为有了 start-stop-daemon 可以很容易写出系统启动脚本，网上的例子很多，比如这个 https://gist.github.com/alobato/1968852#file-start-stop-example-sh 。

start-stop-daemon在Debian系的Linux发行版中都是默认自带的。但在Redhat系Linux发行版中却没有该工具，我们可以自行安装：

wget -c http://developer.axis.com/download/distribution/apps-sys-utils-start-stop-daemon-IR1_9_18-2.tar.gz
tar -xzf apps-sys-utils-start-stop-daemon-IR1_9_18-2.tar.gz
cd apps/sys-utils/start-stop-daemon-IR1_9_18-2
gcc start-stop-daemon.c -o start-stop-daemon

切换到root下
cp start-stop-daemon /sbin/
chmod +x /sbin/start-stop-daemon