linux守护进程监视其它程序,Linux守护进程的编程方法（含实例）

五、守护进程编程实例

守护进程实例先通过InitDaemon函数将普通进程改造成守护进程。然后，判断是否已有该守护进程的实例在运行，若有则退出运行；若无则先阻塞SIGHUP和SIGUSR1信号，然后为SIGHUP和SIGUSR1信号分别安装了信号处理函数，SIGHUP用于通知守护进程重新读取配置文件；SIGUSR1用于通知守护进程执行服务，也就是用echo打印从配置文件读到的信息。最后，进入一个死循环(守护进程主体)：通过sigsuspend挂起守护进程等待信号发生，然后重新读取配置文件或执行服务，再挂起守护进程等待信号发生……。该实例通过sigprocmask、sigsuspend和sigaction的配合使用，避免了信号SIGHUP、SIGUSR1的丢失。该实例可以选择是否通过syslog输出信息，若用syslog输出信息，编译时加上-DUSE_SYSLOG。该实例也可以选择是否忽略子进程结束信号SIGCHLD，若忽略，编译时加上-DIGN_SIGCHLD。我们可以通过命令“kill -SIGHUP 守护进程pid”，通知守护进程重新读取配置文件；通过“kill -SIGUSR1 守护进程pid”，通知守护进程执行服务。

程序清单如下：

/*

* test.c

*

* Created on: 2011-04-23

* Author: lingdxuyan

*/

#include          /* 标准输入输出定义 */

#include         /* 标准函数库定义 */

#include         /* Unix 标准函数定义 */

#include

#include

#include

#include         /* 文件控制定义 */

#include         /* 错误号定义 */

#include     /* 信号定义 */

#include         /* 定时器定义 */

#include         /* 可变参数定义 */

#include         /* syslog定义 */

#include

#include

#define true    1

#define false    0

typedef unsigned char BYTE;

typedef BYTE bool;

typedef BYTE byte;

#define MAX_BUF_SIZE 1024

#define CONFIG_FILE   "/etc/daemon.conf"

#define LOG_FILE     "/tmp/daemon.log"

#define LOCK_FILE    "/var/run/daemon.pid"

#define LOCK_FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)

static volatile sig_atomic_t g_nUpdateParameter = 1;

static volatile sig_atomic_t g_nServer = 0;

//static volatile int g_nUpdateParameter = 1;

//static volatile int g_nServer = 0;

/*

* 功能: 写日志

*/

void vWriteLog(int nPriority, const char *fmt, va_list va)

{

#ifdef USE_SYSLOG

vsyslog(LOG_DAEMON | nPriority, fmt, va);

#else

FILE *stream;

if (nPriority & LOG_ERR)

stream = stderr;

else

stream = stdout;

vfprintf(stream, fmt, va);

fflush(stream);

#endif

}

void WriteLog(int nPriority, const char *fmt, ...)

{

va_list va;

va_start(va, fmt);

vWriteLog(nPriority, fmt, va);

va_end(va);

}

/*

* 功能: 写错误日志,用法类似perror

*/

void ErrorLog(const char *str)

{

WriteLog(LOG_ERR, "%s: %s\n", str, strerror(errno));

}

/*

* 功能: 写错误日志,用法类似于printf

*/

void ErrorLogFmt(const char *fmt, ...)

{

va_list va;

va_start(va, fmt);

vWriteLog(LOG_ERR, fmt, va);

va_end(va);

}

/*

* 功能: 写日志,用法类似printf

*/

void InfoLog(const char *fmt, ...)

{

va_list va;

va_start(va, fmt);

vWriteLog(LOG_INFO, fmt, va);

va_end(va);

}

/*

* 功能: 重定向标准输入输出

*/

void RedirectStdIO(char *szInFile, char *szOutFile, char *szErrFile)

{

int fd;

if (NULL != szInFile)

{

fd = open(szInFile, O_RDONLY | O_CREAT, 0666);

if (fd > 0)

{

// 标准输入重定向

if (dup2(fd, STDIN_FILENO) <0)

{

ErrorLog("RedirectStdIO dup2 in");

exit(EXIT_FAILURE);

}

close(fd);

}

else

ErrorLogFmt("RedirectStdIO open %s: %s\n", szInFile, strerror(errno));

}

if (NULL != szOutFile)

{

fd = open(szOutFile, O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND /*| O_TRUNC*/, 0666);

if (fd > 0)

{

// 标准输出重定向

if (dup2(fd, STDOUT_FILENO) <0)

{

ErrorLog("RedirectStdIO dup2 out");

exit(EXIT_FAILURE);

}

close(fd);

}

else

ErrorLogFmt("RedirectStdIO open %s: %s\n", szOutFile, strerror(errno));

}

if (NULL != szErrFile)

{

fd = open(szErrFile, O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND /*| O_TRUNC*/, 0666);

if (fd > 0)

{

// 标准错误重定向

if (dup2(fd, STDERR_FILENO) <0)

{

ErrorLog("RedirectIO dup2 error");

exit(EXIT_FAILURE);

}

close(fd);

}

else

ErrorLogFmt("RedirectStdIO open %s: %s\n", szErrFile, strerror(errno));

}

}

/*

* 功能: 读取配置文件SIGHUP信号处理函数

*/

void UpdateHandler(int nSigNum)

{

g_nUpdateParameter = 1;

}

/*

* 功能: 折行服务SIG_USR1信号处理函数

*/

void ServerHandler(int nSigNum)

{

g_nServer = 1;

}

/*

* 功能：确保任一时刻系统中只有一个该守护进程实例在运行

*/

bool AlreadyRunning()

{

int fdLockFile;

char szPid[32];

struct flock fl;

/* 打开锁文件 */

fdLockFile = open(LOCK_FILE, O_RDWR | O_CREAT, LOCK_FILE_MODE);

if (fdLockFile <0)

{

ErrorLog("AlreadyRunning open");

exit(EXIT_FAILURE);

}

/* 对整个锁文件加写锁 */

fl.l_type = F_WRLCK;    //记录锁类型：独占性写锁

fl.l_whence = SEEK_SET;    //加锁区域起点:距文件开始处l_start个字节

fl.l_start = 0;

fl.l_len = 0;            //加锁区域终点:0表示加锁区域自起点开始直至文件最大可能偏移量为止,不管写入多少字节在文件末尾,都属于加锁范围

if (fcntl(fdLockFile, F_SETLK, &fl) <0)

{

if (EACCES == errno || EAGAIN == errno)    //系统中已有该守护进程的实例在运行

{

close(fdLockFile);

return true;

}

ErrorLog("AlreadyRunning fcntl");

exit(EXIT_FAILURE);

}

/* 清空锁文件,然后将当前守护进程pid写入锁文件 */

ftruncate(fdLockFile, 0);

sprintf(szPid, "%ld", (long)getpid());

write(fdLockFile, szPid, strlen(szPid) + 1);

return false;

}

/*

* 功能：设置信号nSigNum的处理函数为handler,在调用该信号处理函数前.若handler不为SIG_DEF或SIG_IGN,则系统会将该信号添加到信号屏蔽字中;信号处理函数返回后,信号屏蔽字恢复到原先值.这样,可保证在处理指定信号时,如果该信号再次发生,那么它会被阻塞到上一信号处理结束为止.不过,要是此时信号发生了多次,在对该信号解除阻塞后,也只会调用一次信号处理函数

*/

typedef void (*sighandler)(int);

sighandler MySignal(int nSigNum, sighandler handler)

//void ( *Signal(int nSigNum, void (*handler)(int)) )(int)

{

struct sigaction saNew, saOld;

saNew.sa_handler = handler;

sigemptyset(&saNew.sa_mask);

if (SIG_DFL != handler && SIG_IGN != handler)

sigaddset(&saNew.sa_mask, nSigNum);

saNew.sa_flags = 0;

if (SIGALRM == nSigNum)

{

//不重启该信号中断的系统调用

#ifdef SA_INTERRUPT

saNew.sa_flags |= SA_INTERRUPT;

#endif

}

else

{

//重启该信号中断的系统调用

#ifdef SA_RESTART

saNew.sa_flags |= SA_RESTART;

#endif

}

if (sigaction(nSigNum, &saNew, &saOld) <0)

return SIG_ERR;

return saOld.sa_handler;

}

/*

* 功能: 将普通进程改造成守护进程

*/

void InitDaemon()

{

pid_t pid;

int fd, fdTableSize;

/* 1、屏蔽控制终端操作信号

*/

MySignal(SIGTTOU, SIG_IGN);

MySignal(SIGTTIN, SIG_IGN);

MySignal(SIGTSTP, SIG_IGN);

MySignal(SIGHUP, SIG_IGN);

/* 2、忽略子进程结束信号

*/

#ifdef IGN_SIGCHLD

signal(SIGCHLD, SIG_IGN);    //忽略子进程结束信号，避免僵死进程产生

#endif

/* 3、使守护进程后台运行

* 父进程直接退出,子进程继续运行(让守护进程在子进程中后台运行)

*/

pid = fork();

if (pid > 0)        //父进程终止运行;子进程过继给init进程，其退出状态也由init进程处理,避免了产生僵死进程

exit(EXIT_SUCCESS);

else if (pid <0)

{

ErrorLog("InitDaemon fork(parent)");

exit(EXIT_FAILURE);

}

/* 4、脱离控制终端，登录会话和进程组

* 调用setsid()使子进程成为会话组长

*/

setsid();

/* 5、禁止进程重新打开控制终端

* 通过使守护进程不再成为会话组长来禁止进程重新打开控制终端

*/

pid = fork();

if (pid > 0)        //子进程终止运行;孙进程过继给init进程，其退出状态也由init进程处理,避免了产生僵死进程

exit(EXIT_SUCCESS);

else if (pid <0)

{

ErrorLog("InitDaemon fork(child)");

exit(EXIT_FAILURE);

}

/* 6、重设文件创建掩模

*/

umask(0);

/* 7、关闭打开的文件描述符

*/

RedirectStdIO("/dev/null", LOG_FILE, LOG_FILE);    //重定向标准输入输出

fdTableSize = getdtablesize();

for (fd=3; fd

close(fd);

/* 8、改变当前工作目录

*/

chdir("/tmp");

}

/*

* 功能: 读取守护进程的配置文件，并将获取到的信息保存在szParameter中

*/

void ReadConfigFile(char *szParameter)

{

FILE *stream;

int nRet;

InfoLog("------ ReadConfigFile ------\n");

stream = fopen(CONFIG_FILE, "r");

if (NULL != stream)

{

nRet = fread(szParameter, sizeof(char), MAX_BUF_SIZE, stream);

if (nRet >= 0)

szParameter[nRet - 1] = &＃39;\0&＃39;;

fclose(stream);

InfoLog("ReadConfigFile sucesss!\n");

}

else

ErrorLogFmt("ReadConfigFile fopen %s: %s\n", CONFIG_FILE, strerror(errno));

}

/*

* 功能: 执行守护进程的服务，也就是将szParameter用echo打印出来

*/

void Server(char *szParameter)

{

int nStatus;

pid_t pid;

InfoLog("------ Server ------\n");

pid = vfork();            //生成子进程

#ifdef IGN_SIGCHLD

InfoLog("ignore child SIGCHLD signal!\n");

if (0 == pid)            //子进程

{

if (execlp("echo", "echo", szParameter, NULL) <0)

{

ErrorLog("Server execlp");

exit(EXIT_FAILURE);

}

}

else if (pid <0)

{

ErrorLog("Server vfork(parent)");

}

#else

if (pid > 0)            //父进程

{

waitpid(pid, &nStatus, 0);    //等待子进程结束,否则子进程会成为僵死进程,一直存在,即便子进程已结束执行

}

else if (0 == pid)        //子进程

{

pid = vfork();        //生成孙进程

if (pid > 0)

{

exit(EXIT_SUCCESS);        //子进程退出,孙进程过继给init进程,其退出状态也由init进程处理,与原有父进程无关

}

else if (0 == pid)    //孙进程

{

if (execlp("echo", "echo", szParameter, NULL) <0)

{

ErrorLog("Server execlp");

exit(EXIT_FAILURE);

}

}

else

{

ErrorLog("Server vfork(child)");

}

}

else

{

ErrorLog("Server vfork(parent)");

}

#endif

}

int main()

{

time_t t;

sigset_t sigNewMask, sigOldMask;

char szParameter[MAX_BUF_SIZE];

//将普通进程改造成守护进程

InitDaemon();

if (AlreadyRunning())    //若系统中已有该守护进程的实例在运行,则退出

{

ErrorLogFmt("Daemon already running!\n");

exit(EXIT_FAILURE);

}

//阻塞SIGHUP信号和SIGUSR1信号

sigemptyset(&sigNewMask);

sigaddset(&sigNewMask, SIGHUP);

sigaddset(&sigNewMask, SIGUSR1);

if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &sigNewMask, &sigOldMask) <0)

{

ErrorLog("main sigprocmask");

exit(EXIT_FAILURE);

}

//为SIGHUP信号和SIGUSR1信号添加信号处理函数

MySignal(SIGHUP, UpdateHandler);

MySignal(SIGUSR1, ServerHandler);

t = time(NULL);

InfoLog("Daemon %d start at %s", getpid(), ctime(&t));

//读取守护进程配置文件

ReadConfigFile(szParameter);

while(1)

{

sigsuspend(&sigOldMask);//将进程的信号屏蔽字暂时替代为sigOldMask并挂起进程,直到捕捉到一个信号并从其信号处理函数返回,sigsuspend才返回并将信号屏蔽字恢复为调用它之前的值;若捕捉到的是终止进程信号,sigsuspend不返回,进程直接终止

if (1 == g_nUpdateParameter)    //读取配置文件

{

ReadConfigFile(szParameter);

g_nUpdateParameter = 0;

}

if (1 == g_nServer)    //执行服务

{

Server(szParameter);

g_nServer = 0;

}

}

return 0;

}

1、不使用syslog记录信息，也不忽略子进程结束信息SIGCHLD

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# gcc -Wall test.c -o test

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# ./test

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# cat /tmp/daemon.log

Daemon 3472 start at Wed May 11 11:45:56 2011

------ ReadConfigFile ------

ReadConfigFile fopen /etc/daemon.conf: No such file or directory

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# echo 123 > /etc/daemon.conf

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# cat /etc/daemon.conf

123

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# pgrep test

3472

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# kill -SIGHUP 3472#让守护进程重新读取配置文件

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# cat /tmp/daemon.log

Daemon 3472 start at Wed May 11 11:45:56 2011

------ ReadConfigFile ------

ReadConfigFile fopen /etc/daemon.conf: No such file or directory

------ ReadConfigFile ------

ReadConfigFile sucesss!

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# kill -SIGUSR1 3472#让守护进程运行服务，也就是用echo打印先前从配置文件中读取到的信息

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# cat /tmp/daemon.log

Daemon 3472 start at Wed May 11 11:45:56 2011

------ ReadConfigFile ------

ReadConfigFile fopen /etc/daemon.conf: No such file or directory

------ ReadConfigFile ------

ReadConfigFile sucesss!

------ Server ------

123

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# ./test#再次运行守护进程

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# cat /tmp/daemon.log

Daemon 3472 start at Wed May 11 11:45:56 2011

------ ReadConfigFile ------

ReadConfigFile fopen /etc/daemon.conf: No such file or directory

------ ReadConfigFile ------

ReadConfigFile sucesss!

------ Server ------

123

Daemon already running!#提示已有守护进程实例在运行

2、使用syslog记录信息，同时忽略子进程结束信息SIGCHLD

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# gcc -Wall -DUSE_SYSLOG -DIGN_SIGCHLD test.c -o test

test.c: In function ‘Server’:

test.c:355: warning: unused variable ‘nStatus’

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# ./test

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# echo 345 > /etc/daemon.conf

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# cat /etc/daemon.conf

345

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# pgrep test

2548

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# kill -SIGHUP 2548

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# kill -SIGUSR1 2548

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# ./test

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# tail /var/log/daemon.log

May 11 16:21:42 ubuntu test: Daemon 2548 start at Wed May 11 16:21:42 2011

May 11 16:21:42 ubuntu test: ------ ReadConfigFile ------

May 11 16:21:42 ubuntu test: ReadConfigFile sucesss!

May 11 16:22:27 ubuntu test: ------ ReadConfigFile ------

May 11 16:22:27 ubuntu test: ReadConfigFile sucesss!

May 11 16:22:39 ubuntu test: ------ Server ------

May 11 16:22:39 ubuntu test: ignore child SIGCHLD signal!

May 11 16:22:39 ubuntu test: ignore child SIGCHLD signal!

May 11 16:22:49 ubuntu test: Daemon already running!

root@ubuntu:/home/lingd/arm/test# cat /tmp/daemon.log

345

注意，因为子进程echo继承了父进程(守护进程)的文件描述符，所以echo打印的信息会被输出到/tmp/daemon.log ，而不是终端(屏幕)上。我们调用syslog是设置了LOG_DAEMON，所以日志信息保存在/var/log/daemon.log(一开始以为是保存在/var/log/messages，调了半天程序都没有输出)；若设为LOG_USER，日志则保存在/var/log/user.log

如果想要此程序在系统启动时自动运行，可以在/etc/rc.d/rc.local里面用su命令加上一行，比如：

su - lingdxuyan -c "/bin/test"

这个命令将以lingdxuyan用户身份运行/bin/test程序

查看进程：ps –ef

从输出可以发现test守护进程的各种特征满足上面的要求。

lingd@ubuntu:~/arm/test$ ps -ef

UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD

lingd     5209     1  0 15:34 ?        00:00:00 ./test