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使用香橙派学习 Linux的守护进程

Q:什么是守护进程

A:Linux Daemon(守护进程)是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并且周期性地执行 某种任务或等待处理某些发生的事件。它不需要用户输入就能运行而且提供某种服务,不是对整个系统就是对某个用户程序提供服务。Linux系统的大多数服务器就是通过守护进程实现的。常见的 守护进程包括系统日志进程syslogd、 web服务器httpd、邮件服务器sendmail和数据库服务器 mysqld,守护进程的名称通常以d结尾

守护进程的基本特点

  • 生存周期长(非必须),一般操作系统启动的时候就启动,关闭的时候关闭
  • 守护进程和终端无关联,也就是他们没有控制终端,所以当控制终端退出,也不会导致守护进程退出
  • 守护进程是在后台运行,不会占着终端,终端可以执行其他命令
  • 一个守护进程的父进程是init进程,因为它真正的父进程在fork出子进程后就先于子进程exit退出了,所以它是一个由init继承的孤儿进程

linux操作系统本身是有很多的守护进程在默默执行,维持着系统的日常活动。大概30-50个

输入“ps -elf”指令, 显示系统中所有进程的列表,包括其他用户的进程(-ef), 并用长格式显示(-l)

ps -aux 也可以显示这些进程,只不过显示的内容不大一样,比如-aux还会显示进程的状态,CPU和内存显示情况

 

其中:

  • ppid = 0:内核进程,跟随系统启动而启动,生命周期贯穿整个系统
  • cmd列名带“ [ ] ”这种,叫内核守护进程
  • 老祖init(就是CMD列第一个):也是系统守护进程,它负责启动各运行层次特定的系统服务;所以很多进程的PPID是init,也负责收养孤儿进程
  • cmd列中名字不带“ [ ] ”的这种,叫普通守护进程(用户集守护进程)

守护进程和后台进程的区别

  • 守护进程和终端不挂钩;后台进程能往终端上输出东西(和终端挂钩)
  • 守护进程关闭终端时不受影响,守护进程不会随着终端的退出而退出

Q:如何启动后台进程?

A: 可以选择在执行语句后加上“ &”(空格加&),意思是后台运行

守护进程的开发方式

使用damon函数结合两个C库的时间函数来实现一个“每隔10秒向/home/orangepi/daemon.log写入当前时间”的守护进程

damon()函数

#include <unistd.h>
int daemon(int nochdir, int noclose);
  • nochdir:为0时表示将当前目录更改至“/”
  • noclose:为0时表示将标准输入、标准输出、标准错误重定向至“/dev/null”
  • 返回值: 成功则返回0,失败返回-1 

C库函数——asctime()

char *asctime(const struct tm *timeptr)
  • 返回一个指向字符串的指针,它代表了结构 struct timeptr 的日期和时间 

C库函数——localtime()

struct tm *localtime(const time_t *timer) 
  • 使用 timer 的值来填充 tm 结构。 timer 的值被分解为 tm 结构,并用本地时区表示 
struct tm {int tm_sec; //秒,范围从 0 到 59int tm_min; //分,范围从 0 到 59int tm_hour; //小时,范围从 0 到 23int tm_mday; //一月中的第几天,范围从 1 到 31int tm_mon; //月份,范围从 0 到 11int tm_year; //自 1900 起的年数int tm_wday; //一周中的第几天,范围从 0 到 6int tm_yday; //一年中的第几天,范围从 0 到 365int tm_isdst; //夏令时
};

time_daemon.c:

#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>static bool flag = true;void handler(int sig)
{printf("I got a signal %d\nI'm quitting.\n", sig);flag = false; //当检测到退出信号时,将flag置为false,使得main中的while退出循环
}int main()
{time_t t;int fd;//创建守护进程if(-1 == daemon(0, 0)){printf("daemon error\n");exit(1);}//设置信号处理函数//由于守护进程的标准输入、标准输出、标准错误都被重定向到了“/dev/null”,所以影响这个进程的方式只能是信号struct sigaction act; //这里选择使用sigaction函数,定义sigaction结构体act.sa_handler = handler; //但是却给sa_handler赋值而不是sa_sigaction,所以还是相当于使用了signal函数sigemptyset(&act.sa_mask); //将信号集清空act.sa_flags = 0;if(sigaction(SIGQUIT, &act, NULL)) //和上面所说一样,由于没有定义sa_sigaction,所以实现的效果就和signal函数一样,即收到“SIGQUIT”信号的时候执行handler函数{printf("sigaction error.\n");exit(0);}//进程工作内容while(flag){fd = open("/home/orangepi/daemon.log", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND,0644); //只写打开(O_WRONLY);文件不存在就创建(O_CREAT);每次写都加到文件的尾端(O_APPEND),主用户可读可写(6),其他用户只能读(4)if(fd == -1){printf("open error\n");}t = time(0); //类似初始化char *buf = asctime(localtime(&t)); //localtime将t分解为tm结构,asctime将tm结构解析成时间的字符串write(fd, buf, strlen(buf));close(fd);sleep(10); //每隔10S写入一次}return 0;
}

实现效果:

编译并运行:

此时看起来什么都没有发生,但其实守护进程已经开始跑起来了,可以使用“ps -ef|grep a.out” 指令来验证:

可见,8412就是这个守护进程的PID号(8472是grep的,可以无视) 

同时"cd"到根目录下,并“ls”:

出现了这个“daemon.log”的文件

然后此时调用SIGQUIT来结束这个守护进程并验证:

成功退出!最后打开daemon.log

 

可见,时间信息确实不断的追加打印到了这个文件!并且,只要不调用SIGQUIT,哪怕关掉终端也不会结束运行,只有系统关闭才会关闭。

且守护进程一般是开机自启的,实现这一点可以通过“sudo vi /etc/rc.local”,然后添加守护进程的绝对路径来实现:

  • 注意,这里的路径应该是可执行文件的绝对路径,而不是C文件的绝对路径,所以需要再次编译一下C文件起一个名字
  • 且如果想在这个文件下写多个路径,直接分多行写就可以
  • 对于非守护进程,如果也想写入文件进行开机自启,可以选择在路径后加上“ &”(空格加&),意思是后台运行

保存退出后,执行“sudo reboot” 重新启动!

重新启动后,使用“ps -ef|grep time_daemon” 指令来查看是否开机自启:

可见,成功实现了开机自启!此时同样输入“sudo kill -3 2331” 来关闭这个守护进程,然后打开daemon.log

可见,在之前的基础上,又追加写入了很多次的时间信息! 

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