Linux守护进程编写

环境：VMware 15 + ubuntu 16 内核：4.19

护进程的特点

后台服务程序,随系统启动而启动。
很多系统服务通过守护进程完成。
- 守护进程的名字往往以字母‘d’结尾
生存周期长。系统装入时启动，系统关闭时终止。
周期性的执行某种任务或等待处理某些特别的事件。
在Linux中，每一个与用户进行交流的界面称为终端，每一个从此终端开始运行的进程都会依附于这个终端，这个终端就称为这些进程的控制终端。但守护进程能突破这种限制，它从被执行开始，直到整个系统关闭时才退出.

依附:当控制终端被关闭时，依附于这个终端的进程都会自动的关闭。

守护进程编程一般步骤

第一步、创建子进程、父进程退出

编写守护进程的第一步就是使其独立与父进程，可以将父进程退出，子进程变成孤儿进程，并由init进程收养。为避免终端挂起，将父进程退出，造成程序已经退出的假象，所有后面的工作都在子进程完成，这样控制终端也可以继续执行其他命令，从而在形式上脱离控制终端的控制。
- pid = fork(); //创建子进程
- if (pid > 0)
  
  exit(0); //父进程退出
第二步、在子进程中创建新的会话

经过第一步，子进程已经有后台运行，而在fork()的时候，子进程复制了大量父进程的PCB，包括会话、进程组、控制终端等信息。尽管父进程已经退出，但子进程的会话、进程组、控制终端的信息没有改变。为使子进程完全摆脱父进程的环境，需要调用 setsid 函数。
- setsid( ) //让进程脱离控制终端。
  
  通过调用 setsid 函数可以创建一个新会话，调用进程担任新会话的首进程，其作用有：
  - 使当前进程脱离原会话的控制
  - 使当前进程脱离原进程组的控制
  - 使当前进程脱离原控制终端的控制
第三步、改变当前目录为根目录
- chdir(“/”); //避免原工作目录不能被卸载
  
  直接调用 chdir 函数将切换到根目录下。
  由于进程运行过程中，当前目录所在的文件系统（如：“/mnt/usb”）是不能卸载的，为避免对以后的使用造成麻烦，改变工作目录为根目录是必要的。如有特殊需要，也可以改变到特定目录，如“/tmp”。
第四步、重设文件权限掩码
- umask(0); // 文件权限掩码设置成为０
  
  fork 函数创建的子进程，继承了父进程的文件操作权限，为防止对以后使用文件带来问题，需要重设文件权限掩码。调用 umask 设置文件权限掩码，通常是重设为 0，清除掩码，这样可以大大增强守护进程的灵活性。
  
  权限掩码：设定了文件权限中要屏蔽掉的对应位。这个跟文件权限的八进制数字模式表示差不多，将现有存取权限减去权限掩码（或做异或运算），就可产生新建文件时的预设权限。
第五步、关闭文件描述符
- for(i = 0;i < MAXFILE;i++)
  
  close(i); //关闭继承自父进程的文件
  
  同文件权限掩码一样，子进程可能继承了父进程打开的文件，而这些文件可能永远不会被用到，但它们一样消耗系统资源，而且可能导致所在的文件系统无法卸下，因此需要一一关闭它们。由于守护进程脱离了终端运行，因此标准输入、标准输出、标准错误输出这3个文件描述符也要关闭。通过调用函数 getdtablesize 返回进程文件描述符表中的项数（即打开的文件数目）：
```
for (i=0; i < getablesize(); i++)close(i);
```

测试守护进程是否正常运行

/*向文件/home/emmmm/Desktop/program.log中隔一秒钟写入时间
*/
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<time.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>int main(void){pid_t child;time_t rawTime;struct tm *timeInfor;FILE *pf;child = fork();if(child){exit(0);}setsid();//让进程脱离控制终端chdir("/");//避免原工作目录不被卸载umask(0);//文件权限掩码设置为0for(int i = 0; i<getdtablesize();i++){//关闭继承自父进程的文件close(i);}for(int i = 0;i<60;i++){pf = fopen("/home/emmmm/Desktop/program.log", "a");if(pf==NULL){printf("can't open the file!");return 0;}time(&rawTime);timeInfor = localtime(&rawTime);fprintf(pf, "pid = %d,and the time is ", getpid());fprintf(pf, "%d%d%d%d%d%d%d%d%d%d%d\n", timeInfor->tm_year + 1900,                            (timeInfor->tm_mon + 1)/10,(timeInfor->tm_mon + 1)%10, (timeInfor->tm_mday)/10, (timeInfor->tm_mday) % 10, (timeInfor->tm_hour)/10, (timeInfor->tm_hour)%10, (timeInfor->tm_min)/10, (timeInfor->tm_min)%10, (timeInfor->tm_sec)/10, (timeInfor->tm_sec)%10);fclose(pf);sleep(1);}return 0;}

测试结果：

如何获得正在运行的进程

方法一：

在目录/proc/下有许多以数字命名的文件夹，这个目录下储存着系统所有进程的task_struct结构,研究了一下发现，那些数字命名的文件夹是正在运行进程的pid，进入这些文件夹找到state文件，这里面记录了正在运行pid的名称、状态等等信息。可以搜索/proc/目录来查看。

/*程序的状态*/
static const char * const task_state_array[] = {"R (running)",       /* 0x00 */"S (sleeping)",     /* 0x01 */"D (disk sleep)",   /* 0x02 */"T (stopped)",      /* 0x04 */"t (tracing stop)", /* 0x08 */"X (dead)",     /* 0x10 */"Z (zombie)",       /* 0x20 */"P (parked)",       /* 0x40 *//* states beyond TASK_REPORT: */"I (idle)",     /* 0x80 */
}

1.搜索该目录下的子文件名称：获取文件夹中文件夹的名称

2.读取/proc/xxx/state文件中关于进程的信息：一定要注意名字的长度管够，不然可能出现乱码

/*已知PID在文件中查找进程的状态*/
char* getNamebyPID(char *pid){char *name = (char*)malloc(sizeof(char*)*PRONUM);char path[BUFNUM];char buf[BUFNUM];sprintf(path, "/proc/%s/status", pid);FILE *pf = fopen(path, "r");if(pf == NULL){return name;}else{if( fgets(buf, BUFNUM-1, pf)== NULL ){fclose(pf);return name;}fclose(pf);sscanf(buf, "%*s %s", name);}return name;
}

方法二：

建立和命令行之间的管道，将输入命令行的结果重定向给文件流，通过文件流可以读取结果

参考：popen介绍

popen 建立管道

#include<stdio.h>//测试popen()int main(void){FILE *fp;char buf[1024];fp = popen("ps -A -o pid,user", "r");if(fp==NULL){printf("The commad doesn't work!");return 0;}else {while(fgets(buf, 1023, fp)!=NULL){printf("%s", buf);}pclose(fp);}return 0;
}

测试结果：

如何获得运行程序的起止时间

我选用的方法是每隔1秒钟判断查看一次正在运行的程序，如果程序在文件中出现，更新其终止时间，如果进程在原来的文件中不存在，则将不存在的进程相关信息写到文件的结尾。

但是还有一种方法，用上面的popen()方法，查看PS -A -o lstart,etime(etime表示进程持续运行的时间)

将该程序加入开机自启

我的内核版本是4.19的，因此用这个方法可以成功，但是在5.0.1版本以上就不能使用

开机自启for4.19

开机自启for5.0.1

检验

将文件删除后关机重启，看到有文件生成。点开文件后，不停有提示该文件内容发生改变，这样基本上就成功了。

参考：

Linux——ps指令介绍

通过pid 获取运行程序的名称

已知进程名获得pid

Linux下守护进程的实现

linux下是时间转字符串和字符串转时间

sscanf()函数介绍（真的超好用！！！！）

多种文件操作和字符串操作：fseek(), strcmp(), strcat()