守护进程原理及Python实现

守护进程，不依赖于终端，在后台运行的程序，通常称为daemon(ˈdiːmən或ˈdeɪmən)。

一些常见的Linux软件通常都是已守护进程的方式运行，比如：

nginx

redis

memcached

守护进程的原理：

通过fork() 复刻出子进程，并通过setsid()创建新会话，成为会话首领；同时结束原来的父进程，使得复刻出来的子进程脱离终端而运行。

守护进程Python代码实现：

def daemon_start(self):

try:

# 第1次fork，并结束父进程

pid = os.fork()

if pid > 0:

sys.exit(0)

except Exception as e:

sys.exit(1)

# 创建新会话，并成为会话首领

os.setsid()

os.chdir(self.workdir)

os.umask(self.umask)

try:

# 第2次fork，结束当前这个子进程，fork出来的孙子进程由于不是进程首领，无法再次获取终端(这里的子进程，孙子进程都是相对于最开始的那个初始进程而言)

pid = os.fork()

if pid > 0:

sys.exit(0)

except Exception as e:

sys.exit(1)

def handle_exit(signum, _):

sys.exit(0)

# 孙子进程注册信号处理方式

signal.signal(signal.SIGINT, handle_exit)

signal.signal(signal.SIGTERM, handle_exit)

signal.signal(signal.SIGHUP, signal.SIG_IGN)

# 孙子进程是守护进程，不存在标准输入输出，所以关闭。

sys.stdin.close()

核心函数说明：

os.fork(): 对进程进行复刻；值得特别注意的是fork之后，原来的进程并没有终止，而是继续存在，被成为父进程；也就是说，在fork成功后，一共会存在2个进程，1个是原来的进程，称为父进程，1个是新创建的进程，称为子进程。父进程和子进程都会从fork的位置开始继续向下执行，不同的是父进程中，得到的fork返回值为子进程的进程号，而子进程中得到的是0。通过这个返回值，就能判断哪个是父进程，哪个是子进程。以上这点值得特别注意，这与我们以往理解的程序执行逻辑完全不同。

os.setsid():创建新的会话，并成为会话首领。

os.chdir():修改当前工作目录路径，防止目录被移除导致守护进程异常。

os.umask():设置文件创建模式屏蔽字，使得创建文件不受系统默认权限的影响。

常见问题：

1.第1次fork子进程已经脱离终端，为什么还要第2次fork，第2次fork是否必须？

第2次fork并不是必须的，实际上，很多流行的开源软件的守护进程并没有进行第2次fork。第2次fork的目的在于防止第1次fork出来的进程再次获得终端，第2次fork后，产生的孙子进程不再是会话首领，也就没有再次获得终端的能力。

void daemonize(void) {

int fd;

if (fork() != 0) exit(0); /* parent exits */

setsid(); /* create a new session */

/* Every output goes to /dev/null. If Redis is daemonized but

* the 'logfile' is set to 'stdout' in the configuration file

* it will not log at all. */

if ((fd = open("/dev/null", O_RDWR, 0)) != -1) {

dup2(fd, STDIN_FILENO);

dup2(fd, STDOUT_FILENO);

dup2(fd, STDERR_FILENO);

if (fd > STDERR_FILENO) close(fd);

}

}

2.进程已经脱离终端，如何让它停止或者重启？

每一个进程都有一个进程id，即pid，通常程序启动后，会把pid写入到/var/run/目录下的某个文件里，通过发送信号量给pid，即可操作相关进程。示例代码中的“进程注册信号处理方式”就是用来响应信号量的，守护进程可以针对不同的信号，做出不同的反应。