Linux——守护进程化（独立于用户会话的进程）

news2024/11/16 5:29:04

前言

一、进程组ID与会话ID

二、setsid() 创建新会话

三、daemon 守护进程

前言

在之前，我们学习过socket编程中的udp通信与tcp通信，但是当时我们服务器启动的时候，都是以前台进程的方式启动的，这样很不优雅，因为前台进程无法接受命令输入，同时也可能一不小心被使用者终止。因此我们得让服务器以守护进程的方式进行运行。如果不太了解，可以看这篇文章前台进程与后台进程。

一、进程组ID与会话ID

我们输入指令 ps axj 可以找到当前系统中的所有进程，并且查看如下各种信息。

PPID: 父进程ID。
PID: 进程ID。
PGID: 进程组ID。
SID: 会话ID。
TTY: 与进程关联的终端类型（如果有的话）。
TPGID: 终端的前台进程组ID（如果有的话）。
STAT: 进程状态（例如，S表示休眠，R表示运行等）。
UID: 用户ID，表示运行该进程的用户。
TIME: CPU时间，表示进程使用的CPU时间总量。
COMMAND: 启动进程的命令名或命令行。

我们主要来看进程组ID PGID 和会话ID SID。

如下，启动一个sleep进程，查询sleep进程的信息。发现sleep进程的组 PGID 就是自己的PID，PPID 就是bash进程的ID。也就是说该sleep自成进程组。同时进程组默认是在一个会话中的。

如果我们又打开一个bash，一个命令创建三个sleep，会发现他们的PGID都是第一个创建的进程PID，同时SID都是bash。

他们的关系如下图所示。任何时刻，一个会话可以有很多进程组，bash是一个组，sleep1000 | sleep 2000 | sleep 3000 又是一个进程组，sleep 10000也是一个进程组。但默认情况只允许一个进程组在前台。

也就是说bash在前台的话，命令行就能接受命令，如果前台被其他进程占据，那么bash就会退回到后台，也就无法接受命令了。

因此，如果我们启动的服务器程序，是在当前会话中，那么当bash退出（shell关闭），或者被不小心kill 掉，那么我们的服务器也会随之崩溃。

如果想让服务器不受xshell用户登录和退出的影响，就要让服务器程序自成一个会话，不隶属于任何一个bash。这就是守护进程。

二、setsid() 创建新会话

setsid() 可以创建一个新会话，调用之后，当前进程会与原会话和进程组脱离关系。这意味着进程不再属于原来的会话和进程组，而是成为新会话的领头进程，并可能创建一个新的进程组。

但是他有一个前提，调用setsid的进程不能是进程组的组长。

也就是说之前的sleep 1000 | sleep 2000 | sleep 30000 中，sleep 1000进程是进程组的组长，那么他就无法使用setsid。

同时，如果当前进程组只有一个进程，那就默认该进程就是组长，也无法使用setsid。

那么我们处理方式也很简单，让进程fork一下，使用子进程去setsid即可。也就是说守护进程一定就是孤儿进程。

三、daemon 守护进程

对于具体的进程守护化，我们通常需要做如下内容

忽略可能一起进程异常退出的信号
fork进程，让子进程去调用setsid()
改变cwd（当前工作目录），可选可不选，如果让cwd变为根目录，想误删也就不太可能，同时访问速度也会更快一点。
处理用户的标准输入、标准输出、标准错误。守护进程化后，通常不需要直接与用户进行交互，避免资源浪费和潜在的问题。

#pragma once

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

//该文件相当于垃圾箱，往里面cout、cerr就相当于丢弃数据，cin相当于直接读到文件末尾
const char *dev_null = "/dev/null";

void deamon(bool ischidr, bool isclose)
{
    // 1.忽略可能引起进程异常退出的信号
    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);

    // 2.fork进程，让子进程去setsid
    if (fork() > 0)
        exit(0);
    setsid();

    // 3.改变当前工作目录
    if (ischidr)
        chdir("/");

    // 4.处理用户的输入输出与错误
    int fd = open(dev_null, O_RDWR);
    if (isclose)
    {
        //直接关闭
        close(0);
        close(1);
        close(2);
    }
    else
    {
        if (fd > 0)
        {
            dup2(fd, 1);
            dup2(fd, 2);
            dup2(fd, 3);
            close(fd);
        }
    }
}

库里面也有daemon函数，我们也是模仿库里面写的，但是自己写的daemon可控性会更高一些。