前言

最近在做的專案需要定期檢測某個程序是否執行，若掛了自動重啟，腦袋一拍覺得需要這樣一個守護程序 來進行監控，於是順便複習了一下守護程序。

正文

什麼是守護程序？

守護程序（daemon）是生存期長的一種程序。它們常常在系統引導裝入時啟動，僅在系統關閉時才終止。因為它們沒有控制終端，所以說它們是在後臺執行的。
—–《APUE》

我們需求就是默默地定期執行任務 與守護程序非常的匹配。

編寫一個守護程序

守護程序需要

1. 設定檔案模式建立遮蔽字。
2. 沒有控制終端。
3. 確定工作目錄。
4. 關閉不再需要的檔案描述符。
5. 告別標準輸入輸出

如何實現

檔案模式遮蔽字

只需要通過umask() 即可，由繼承（至於為什麼是繼承，請看後面）得到的檔案模式建立遮蔽字可能已經被修改為拒絕某些許可權，所以我們最好根據需要進行重新設定。

甩掉控制終端

我們希望守護程序在後臺默默執行不受控制終端的控制。這裡是通過setsid() 函式來實現。呼叫這個函式的效果是：

1）建立一個新會話（session）
2）建立一個新程序組。
3）呼叫程序成為 新會話 的首程序
4）呼叫程序成為 新程序組 的組長程序
5）呼叫程序失去控制終端

最後一條正是我們需要的效果，但這個函式也有前提條件。那就是呼叫函式不能是程序組的組長程序

潛在的BUG

在基於System V的系統如Linux,存在以下的實現

當會話首程序開啟第一個尚未與一個會話相關聯的終端裝置時，只要在呼叫open() 時沒有指定O_NOCTTY標誌，那麼System V派生的系統將此作為控制終端分配給此會話。 —《APUE》

為了消除這個BUG，我們在通常的做法（先呼叫fork() 然後父程序退出，由子程序來setsid()

同時，在glibc中的daemon() 就因為其實現只是fork() 一次，存在這個BUG（來自man）

確定工作目錄

這裡主要是因為守護程序其長期工作的特性，如果當前目錄為掛載的檔案系統，會導致其檔案系統不能被解除安裝。所以我們用chdir()顯式地設定工作目錄。

關閉不再需要的檔案描述符

還是由於fork（） 繼承的原因可能具有不需要一些檔案描述符，所以我們要顯式的關閉。

告別標準輸入輸出

。。。其實前面都關了，不過考慮到某些和標準輸出輸入錯誤扯上關係的庫函式，我們就把0，1，2設定為/dev/null。

Demo：後臺監控程式—Python實現

#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
# Jack Kang
import os
import time
import sys

# 檢測port對應節點是否存活
def check(port):
    isAlive = "ps -ef | grep \"" + port + " \[cluster\]\"" 
    recovery = "redis-server ./" + port + "/redis.conf"  
    if os.system(isAlive):  #判斷
        os.system(recovery) #程序不存在，重啟節點



#設定為守護程序 

stdin = '/dev/null'
stdout = '/dev/null'
stderr = '/dev/null'

try:
    pid = os.fork()
    if pid > 0 :
        sys.exit(0)
except OSError, e:
    print "error #1"
    sys.exit(1)

os.chdir("./redis_cluster") # 切換工作目錄
os.umask(0)                 # 設定檔案模式建立遮蔽字
os.setsid()                 # 甩掉控制終端

# 第二次fork 保證子程序不是會話首程序
try:
    pid = os.fork()
    if pid > 0:
        sys.exit(0)        #父程序退出
except OSError:
    print "error #2"
    sys.exit(1)

for f in sys.stdout, sys.stderr: 
    f.flush()              # 重新整理緩衝區

#將標準輸出輸入錯誤改為/dev/null   
si = open(stdin, 'r')
so = open(stdout, 'a+')
se = open(stderr, 'a+', 0)
os.dup2(si.fileno(), sys.stdin.fileno())
os.dup2(so.fileno(), sys.stdout.fileno())
os.dup2(se.fileno(), sys.stderr.fileno())

#主迴圈 每5s檢測port程序是否存活
port = sys.argv[1]  
while True:
    check(port)
    time.sleep(5)

其實C實現和Python很像啦。這裡就偷懶不寫出C實現了。。。有空補上。

兩次fork的結果截圖

可以看到pid 不等於sid 所以不是會話首程序

引用及參考

才疏學淺，不足之處，歡迎指正。