daemon_init的实现

daemon_init的实现

引子

守护进程(Daemon)是一种长期执行特定任务的进程，在编写某些程序（例如Web服务器）时经常使用到守护进程。在Linux中，需要根据一些约定将普通进程转换为守护进程。每次我们想要使用守护进程时都要进行繁琐的转换，很不方便。所以博主就实现了一个名为daemon_init的函数，把这些转换步骤都“包装”起来。当我们想要将一个普通进程转换为守护进程时，只需要调用这个函数就行了。

普通进程转换成守护进程的步骤

  1. 执行fork()，父进程退出，子进程继续执行。

    • 让Shell以为程序已经执行完成。

    • 确保子进程不是进程组的首进程。

  2. 子进程调用setsid()开启一个新会话并释放它与控制终端的所有关联关系。
  3. 再执行一次fork()，确保子进程不会成为会话组长。
  4. 清除进程的umask。
  5. 修改进程的当前目录为根目录，防止文件系统无法卸载。
  6. 关闭父进程的所有打开的文件描述符。
  7. 将文件描述符0，1和2指向/dev/null。

函数原型

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#ifndef DAEMON_H
#define DAEMON_H

#define DAEMON_RESERVE_UMASK 1     // 不清除umask。
#define DAEMON_NO_CHDIR 2          // 不改变工作目录。
#define DAEMON_NO_CLOSE_FILES 4    // 不关闭文件描述符。
#define DAEMON_NO_REOPEN_STD_FDS 8 // 不重新打开标准文件描述符。

/**
 * @brief 将进程转换成守护进程。
 * 
 * @param flags 对转换过程进行控制的标志。
 * @return int 若成功，返回0；若出错，返回-1。
 */
extern int daemon_init(int flags);

#endif // DAEMON_H

之所以要有一个flags参数，是因为对转换过程进行控制。例如，有些守护进程不需要关闭所有文件描述符，则flags就可以设置为DAEMON_NO_CLOSE_FILES。

实现

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int daemon_init(int flags)
{
    // 创建子进程，退出父进程。
	switch (fork())
    {
    case -1:
        return -1;
    case 0:
        break;
    default:
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    
    // 创建一个新会话。
    if (setsid() == -1)
    {
        return -1;
    }
    
    // 创建子进程，退出父进程（第二次）。
    switch (fork())
    {
    case -1:
        return -1;
    case 0:
        break;
    default:
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    
    // 清除进程的umask。
    if (!(flags & DAEMON_RESERVE_UMASK))
    {
        umask(0);
    }

    // 改变工作目录为根目录。
    if (!(flags & DAEMON_NO_CHDIR))
    {
        if (chdir("/"))
        {
            return -1;
        }
    }

    // 关闭所有文件描述符。
    if (!(flags & DAEMON_NO_CLOSE_FILES))
    {
        int max_fd = sysconf(_SC_OPEN_MAX);
        if (max_fd == -1)
        {
            max_fd = DAEMON_MAX_FD;
        }
        for (int fd = 0; fd < max_fd; fd++)
        {
            close(fd);
        }
    }

    // 重新打开标准文件描述符，使其指向/dev/null。
    if (!(flags & DAEMON_NO_REOPEN_STD_FDS))
    {
        if (open("/dev/null", O_RDONLY) != STDIN_FILENO)
        {
            return -1;
        }
        if (open("/dev/null", O_WRONLY) != STDOUT_FILENO)
        {
            return -1;
        }
        if (open("/dev/null", O_WRONLY) != STDERR_FILENO)
        {
            return -1;
        }
    }

    return 0;
}

参考文献

  1. 《Linux/UNIX系统编程手册》
  2. 《UNIX环境高级编程》
  3. Linux高级编程-守护进程