什么是Daemon

Daemon程序，又称为守护进程，通常在系统后台长时间运行，由于没有控制终端而无法与前台交互。Daemon程序一般作为系统服务使用。Unix/Linux中的daemon进程类似于Windows中的后台服务进程，例如http服务进程nginx，ssh服务进程sshd等。

ps -axj 命令打印系统中各进程的状态。
选择项- a显示由其他用户所拥有的进程的状态。
-x显示没有控制终端的进程的状态。
-j显示与作业有关的信息：对话期 ID、进程组ID、控制终端以及终端进程组 ID。

进程0，1，2，这些进程非常特殊，存在于系统的整个生命期中。它们没有父进程ID，没有组进程ID，也没有对话期ID。

进程ID0是调度进程，常常被称为交换进程(swapper)。该进程并不执行任何磁盘上的程序—它是内核的一部分，因此也被称为系统进程。

进程ID1通常是init进程，在自举过程结束时由内核调用。该进程的程序文件在UNIX的早期版本中是/etc/init，在较新版本中是/sbin/init。此进程负责在内核自举后起动一个UNIX系统.init通常读与系统有关的初始化文件(/etc/rc*文件)，并将系统引导到一个状态(例如多用户)。init进程决不会终止。它是一个普通的用户进程(与交换进程不同，它不是内核中的系统进程 )，但是它以超级用户特权运行。

在某些UNIX的虚存实现中，进程ID 2是页守护进程( pagedaemon)。此进程负责支持虚存系统的请页操作。与交换进程一样，页守护进程也是内核进程。

syslogd守护进程可用于任何为操作人员记录系统消息的程序中。可以在一台实际的控制台上打印这些消息，也可将它们写到一个文件中。
sendmail是标准邮递守护进程。
update程序定期将内核缓存中的内容写到硬盘上（通常是每隔30秒）。为了做到这一点，该程序每隔 3 0秒调用sync（2）函数一次。
cron守护进程在指定的日期和时间执行指定的命令。许多系统管理任务是由 cron定期地使相关程序执行而得以实现的。
inetd守护进程，它监听系统的网络界面，以输入对各种网络服务器的请求。
lpd处理对系统提出的各个打印请求。

注意，所有守护进程都以超级用户（用户ID为0）的优先权运行。没有一个守护进程具有控制终端——终端名称设置为问号（？）、终端前台进程组ID设置为－1。缺少控制终端可能是守护进程调用了setsid的结果。除update以外的所有守护进程都是进程组的首进程，对话期的首进程，而且是这些进程组和对话期中的唯一进程。update是它所在进程组（37）和对话期（37）中的唯一进程，但是该进程组的首进程（可能也是该对话期的首进程）已经终止。最后，应当引起注意的是所有这些精灵进程的父进程都是init进程。

Daemon的分类

分类方式一：按照“是否可以独立启动”分类

stand alone类型的daemon
这种类型的daemon可以自行启动，启动之后可以常驻内存，直到手动关闭该daemon才释放资源。
最大的优点是响应速度快，多用于能够随时接受远程请求的服务，如WWW的daemon（httpd）、FTP的daemon（vsftpd）等。

由super daemon管理的daemon
这种类型的daemon由super daemon统一管理，当请求到来时，由super daemon启动请求的服务，请求完成后便释放内存资源。
早期的super daemon是inetd，后来被xinetd替代了。
注意：super daemon本身是一个stand alone的服务，因为它需要管理后续的其他服务，所以它自己本身当然需要常驻内存中。

两者的区别：
stand alone类型的daemon可以自行启动，无需依赖其他daemon；而super daemon管理的daemon必须借助super daemon来启动；
stand alone类型的daemon启动后便常驻内存，而被super daemon管理的daemon只有等到用户请求时才被加载进内存，并且在请求完成后便释放内存资源。由于后者每次请求到来的时候才被加载进内存，因此响应速度比stand alone型daemon要慢。但是它执行完就释放内存资源，因此更节约内存资源。

分类方式二：按照“请求到来时是否能够立即运行”分类

signal-control类型的daemon
这种类型的daemon当有请求到来时便能立即执行。

interval-control类型的daemon
这种类型的daemon会周期性地执行某项工作，因此它没有请求一说，它会周期性地读取配置文件，并执行配置文件中要求的功能。如crond、atd都属于interval-control类型的daemon。

Daemon的启动

服务启动脚本存放位置

Linux系统中有一个公认的目录用来存放服务启动脚本: ”/etc/init.d/“。即使有些Linux系统的服务启动脚本没有放在/etc/init.d/目录下，它也会设置连接文件到/etc/init.d/下的。

与daemon相关的目录介绍
/etc/init.d/
该目录存放所有stand alone型daemon的初始化脚本。
/etc/sysconfig/
该目录存放所有daemon的初始化配置文件。
/etc/xinetd.conf
该文件是super daemon的配置文件。
该文件将会加载/etc/xinetd.d/目录下的所有配置文件。
/etc/xinetd.d/
该目录存放所有被super daemon管理的daemon的配置文件。
daemon启动或关闭就在这些配置文件中配置。
/etc/
该目录存放各daemon各自的配置文件。
/var/lib/
该目录存放各daemon的数据库文件。
/var/run/
该目录记录各daemon的PID。

服务启动方式

stand alone型Daemon的启动方式

通过/etc/init.d/xxx启动
启动一个服务是一个繁琐的过程，你需要进行一系列启动前的操作，为了避免这些麻烦，服务提供商把这些繁琐的过程封装在一个shell srcipt中，我们只需执行一个shell script即可启动一个daemon。几乎所有的stand alone型daemon的启动脚本都放在/etc/init.d/下，所以我们只需执行/etc/init.d/xxx start即可启动xxx服务。

通过service命令启动
若每次启动一个命令都要写/etc/init.d/略微有些麻烦，service命令将其进行了封装，我们只要执行service xxx start/status/restart/stop即可开启/查看/重启/关闭xxx服务。

super daemon型Daemon的启动方式

step1:设置daemon的配置文件
每一个被super daemon管理的daemon都有一个配置文件，在/etc/xinetd.d/目录下。每个daemon的开启或关闭均在该daemon对应的配置文件中设置。

step2:启动super daemon
super daemon是一个stand alone型daemon，因此在daemon的配置文件设置好后可通过service xinetd start启动所有由super daemon管理的daemon。

简单小结：服务启动方式
(1)通用的启动方式：/etc/init.d/* {start|stop|status|restart}。
(2)部分系统特有的：service [service name] {start|stop|status|restart}
和 rc[service name] {start|stop|status|restart}。
例如重启crontab服务，分别用以上三种方式：
/etc/init.d/crond restart
service crond restart
rccrond restart

设置Daemon开启启动

Linux启动时可以选择有不同的开机等级，不同等级将会开启不同的系统服务。窗口界面的执行等级为level5，命令行的执行等级为level3.
我们可以用chkconfig命令来查看和设置开机启动的服务：

查看chkconfig –list [指定服务的开机启动情况]

NetworkManager  0:off   1:off   2:off   3:off   4:off   5:off   6:off
acpid           0:off   1:off   2:off   3:off   4:off   5:off   6:off
aegis           0:off   1:off   2:on    3:on    4:on    5:on    6:off
anacron         0:off   1:off   2:off   3:off   4:off   5:off   6:off
atd             0:off   1:off   2:off   3:off   4:off   5:off   6:offxinetd based services:chargen-dgram:  offchargen-stream: offdaytime-dgram:  offdaytime-stream: off

我们可以看到，所有的服务被分成两块，一块是stand alone型的daemon，一块是被super daemon管理的daemon。我们可以发现，只有stand alone型的daemon才拥有执行等级。

chkconfig –level [0123456] [服务名称] [on/off]

chkconfig --level 3 redis on #将redis在level3情况下设为开机自启

设置成功之后可以看到，redis在level3下已经on：

[root@i]# chkconfig --list redis
redis           0:off   1:off   2:off   3:on    4:off   5:off   6:off

Daemon的配置

具体的某个daemon的配置

service rsync #service后为daemon的名字
{disable = yes #yes表示关闭此daemon，no表示开启此daemonsocket_type     = stream #stream表示使用TCP、dgram表示使用UDP、raw表示直接与IP交互wait            = nouser            = root #以什么用户的身份启动这个daemonserver          = /usr/bin/rsync #这个daemon的启动程序server_args     = --daemon #启动时所需的参数log_on_failure  += USERID #登录失败时需要记录用户
}

=：表示将某个参数设为等号右侧的值，若先前设置中已设置过该参数，则直接覆盖
+=：表示保留先前设置的这个参数，再给这个参数增加个值。
-和-=的含义同上。

super daemon的防火墙配置

由于受super daemon管理的daemon的请求都首先需要经过super daemon，因此super daemon可以充当防火墙的角色，拒绝一些不安全的请求。
super daemon提供了两种防火墙机制，第一种方式提供较多详细的安全设置，而第二种方式只能阻挡或允许指定的IP，具体见下：

方式一：使用首super daemon管理的daemon的配置文件实现防火墙机制
在某个具体的daemon配置文件中添加如下参数，即可为daemon配置防火墙：

instance=数字/UNLIMITED：设置该daemon能够承受的最大连接数。
per_source=数字/UNLIMITED：每个IP的最大连接数。
Cps=数字1 数字2：该daemon在一秒内的连接数超过数字1，则暂时关闭该daemon数字2的秒数。
log_on_success/failure=PID/HOST/USERID/EXIT/DURATION：当登录成功/失败时记录的信息。HOST：连接者的IP、EXIT：离开时间、DURATION：为该用户服务的时间。
redirect=IP：将用户的请求转至指定服务器。
bind=IP：允许用户用哪个IP访问本服务。
only_from=[0.0.0.0,192.168.1.0:24]：只允许指定IP的用户访问。0.0.0.0表示允许所有用户，192.168.1.0:24表示只允许192.168.1.1－192.168.1.255之间的用户访问。
access_time=00:00-12:00：只允许该时间段内访问。

方式二：使用xinetd提供的/etc/hosts.allow和/etc/hosts.deny实现防火墙机制
/etc/hosts.allow
我们可以在该文件中设置允许访问的IP
/etc/hosts.deny
我们可以在该文件中设置不允许访问的IP

Daemon程序设计

为什么daemon进程需要特殊的编写步骤?
daemon进程和普通进程不一样吗？为什么要单独提出如何编写daemon进程呢？
不知道你是否有过这样的经历，在Linux上面打开一个terminal，输入编译命令进行编译，编译的时间可能比较长，这时候你不小心关闭了这个terminal，编译就中断了。因为编译脚本是作为当前terminal的一个子进程来执行的，当terminal退出后，子进程也就退出了。而作为daemon进程，我们希望一旦启动就能在后台一直运行，不会随着terminal的退出而结束。

那么如何能做到这一点呢？有人说用下面的命令行吗？

make &

让编译命令make到后台执行，这样只是造成了make在后台一直运行的假象，它依然没有脱离和terminal之间的父子关系；当terminal退出后，make依然会退出。所以针对daemon进程就要用特殊的步骤来编写，以保证在terminal中执行后，即使terminal退出，daemon进程仍然在后台运行。

设计步骤

（1）程序运行后调用fork，并让父进程退出。子进程获得一个新的进程ID，但继承了父进程的进程组ID。
（2）调用setsid创建一个新的session，使自己成为新session和新进程组的leader，并使进程没有控制终端(tty)。
（3）设置文件创建mask为0，避免创建文件时权限的影响。
（4）关闭不需要的打开文件描述符。因为Daemon程序在后台执行，不需要于终端交互，通常就关闭STDIN、STDOUT和STDERR。其它根据实际情况处理。
（5）Daemon无法输出信息，可以使用SYSLOG或自己的日志系统进行日志处理。（可选）
（6）编写管理Daemon的SHELL脚本，使用service对Daemon进行管理和监控。（可选）

APUE中的方法

#include "apue.h"
#include <syslog.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/resource.h>void daemonize(const char *cmd){int i, fd0, fd1, fd2;pid_t pid;struct rlimit rl;struct sigaction sa;/* * Clear file creation mask. */umask(0);/* * 因为我们从shell创建的daemon子进程，* 所以daemon子进程会继承shell的umask，* 如果不清除的话，会导致daemon进程创建文件时屏蔽某些权限。*//* * Get maximum number of file descriptors. */if (getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0)err_quit("%s: can't get file limit", cmd);/* * Become a session leader to lose controlling TTY. */if ((pid = fork()) < 0)/* * fork后让父进程退出，子进程获得新的pid，肯定不为进程组组长，这是setsid前提。*/err_quit("%s: can't fork", cmd);else if (pid != 0) /* parent */exit(0);setsid();/* * 调用setsid来创建新的进程会话。这使得daemon进程成为会话首进程，脱离和terminal的关联。*//* * Ensure future opens won't allocate controlling TTYs. */sa.sa_handler = SIG_IGN;sigemptyset(&sa.sa_mask);sa.sa_flags = 0;if (sigaction(SIGHUP, &sa, NULL) < 0)err_quit("%s: can't ignore SIGHUP", cmd);if ((pid = fork()) < 0)/* * 最好在这里再次fork。* 这样使得daemon进程不再是会话首进程，那么永远没有机会获得控制终端。* 如果这里不fork的话，会话首进程依然可能打开控制终端。*/err_quit("%s: can't fork", cmd);else if (pid != 0) /* parent */exit(0);/* * Change the current working directory to the root so * we won't prevent file systems from being unmounted. */if (chdir("/") < 0)/* * 将当前工作目录切换到根目录。* 父进程继承过来的当前目录可能mount在一个文件系统上，* 如果不切换到根目录，那么这个文件系统不允许unmount。*/err_quit("%s: can't change directory to /", cmd);/* * Close all open file descriptors. */if (rl.rlim_max == RLIM_INFINITY)rl.rlim_max = 1024;for (i = 0; i < rl.rlim_max; i++)close(i);/* * 在子进程中关闭从父进程中继承过来的那些不需要的文件描述符。* 可以通过_SC_OPEN_MAX来判断最高文件描述符(不是很必须). *//* * Attach file descriptors 0, 1, and 2 to /dev/null. */fd0 = open("/dev/null", O_RDWR);fd1 = dup(0);fd2 = dup(0);　　　/* * 打开/dev/null复制到0,1,2，因为dameon进程已经和terminal脱离了，* 所以需要重新定向标准输入，标准输出和标准错误(不是很必须). *//* * Initialize the log file. */openlog(cmd, LOG_CONS, LOG_DAEMON);if (fd0 != 0 || fd1 != 1 || fd2 != 2) {syslog(LOG_ERR, "unexpected file descriptors %d %d %d",fd0, fd1, fd2);exit(1);}
}

利用系统库函数daemon()创建daemon进程

Linux系统还专门提供了一个用来创建daemon进程的系统函数：

int daemon(int nochdir, int noclose);

返回值：int nochdir 是否改变路径，
int noclose ,是否关闭终端
一般两个参数的值设置为零，默认不改变路径，并且关闭终端。原因：

当 nochdir为零时，当前目录变为根目录，否则不变；#include <unistd.h> int daemon(int nochdir, int noclose);

当 noclose为零时，标准输入、标准输出和错误输出重导向为/dev/null，也就是不输出任何信息，否则照样输出。

deamon()调用了fork()，如果fork成功，那么父进程就调用_exit(2)退出，所以看到的错误信息全部是子进程产生的。如果成功函数返回0，否则返回-1并设置errno。

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>int main(void)
{if(daemon(0,0) == -1)exit(EXIT_FAILURE);while(1){sleep(60);}return 0;
}

参考资料：https://blog.csdn.net/woxiaohahaa/article/details/53487602?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-5.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-5.nonecase
https://blog.csdn.net/prettyshuang/article/details/38442517?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-3.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-3.nonecase

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