以前把守護進程與后臺任務搞混了，后面看了文章才知道這兩者的區(qū)別，寫此文表達自己對守護進程的理解.

1:什么是守護進程？

所謂守護進程是一種是 Linux 的一種長期運行的后臺服務進程，httpd、named、sshd 等服務都是以守護進程 Daemon 方式運行的，通常服務名稱以字母ｄ結尾，也就是 Daemon 第一個字母.

1. 無需控制終端(不需要與用戶交互)
2. 在后臺運行
3. 生命周期比較長，一般是隨系統(tǒng)啟動和關閉
   

2:守護進程必要性

通常我們執(zhí)行任務時是在前臺執(zhí)行，占領了當前終端，此時無法進行操作，就算我們添加了 &符號，將程序放到后臺，但也就因為終端斷網等問題，導致程序中斷。

所要知道的是：在目前的linux上，有了systemd這個服務，這個服務管理工具可以方便我們寫在后臺運行的程序，甚至可以代替這種守護進程。通過把寫服務的配置文件，讓systemd監(jiān)控我們的程序，可以隨系統(tǒng)啟動而運行，可以設定啟動條件，及其的方便。

3:進程組

$ ps -o pid,pgid,ppid,comm | cat
 PID PGID PPID COMMAND
10179 10179 10177 bash
10263 10263 10179 ps
10264 10263 10179 cat

1. bash：進程和進程組ID都是 10179，父進程其實是 sshd(10177)
2. ps：進程和進程組ID都是 10263，父進程是 bash(10179)，因為是在 Shell 上執(zhí)行的命令
3. cat：進程組 ID 與 ps 的進程組 ID 相同，父進程同樣是 bash(10179)
   

4:會話組

​ 多個進程構成一個進程組，而會話組是由多個進程組構建而。而進程組又被稱為job，會話有前臺作業(yè)，也會有后臺作業(yè)；一個會話可以有一個控制終端，當控制終端有輸入和輸出時都會傳遞給前臺進程組，比如Ctrl + Z。會話的意義在于能將多個作業(yè)通過一個終端控制，一個前臺操作，其它后臺運行。

那么如何編寫守護進程呢？

其實編寫守護進程很簡單，只需要遵循一下幾點即可

1:創(chuàng)建子進程，父進程退出

PPID  PID PGID  SID TTY   TPGID STAT  UID  TIME COMMAND
  0  49  49  49 pts/2    70 Ss    0  0:00 /bin/bash
  49  70  70  49 pts/2    70 R+    0  0:00 \_ ps axjf
  0  17  17  17 pts/1    68 Ss    0  0:00 /bin/bash
  17  68  68  17 pts/1    68 S+    0  0:00 \_ python hello.py
  68  69  68  17 pts/1    68 S+    0  0:00   \_ python hello.py
  0   1   1   1 pts/0    1 Ss+   0  0:00 /bin/bash

進程 fork 后，父進程退出。這么做的原因有 2 點：

如果守護進程是通過 Shell 啟動，父進程退出，Shell 就會認為任務執(zhí)行完畢，這時子進程由 init 收養(yǎng)
子進程繼承父進程的進程組 ID，保證了子進程不是進程組組長，因為后邊調用setsid()要求必須不是進程組長
PGID就是進程所屬的Group的Leader的PID，如果PGID=PID，那么該進程是Group Leader

2、子進程創(chuàng)建新會話

調用setsid()創(chuàng)建一個新的會話，并成為新會話組長。這個步驟主要是要與繼承父進程的會話、進程組、終端脫離關系。

那么問題來了，為什么進程組組長無法調用setsid()呢？

對于進程組長來說，進程組 ID 已經和 PID 相同了，如果它被允許調用setsid()的話，它的進程組 ID 會保持不變，會出現:

1:進程組長屬于新的會話；

2:老的進程組成員屬于舊的會話。

這樣情況變成了一個進程組的成員屬于不同的會話，Linux想要禁止這種情況的發(fā)生。

3、禁止子進程重新打開終端

此刻子進程是會話組長，為了防止子進程重新打開終端，再次 fork 后退出父進程，也就是此子進程。這時子進程 2 不再是會話組長，無法再打開終端。其實這一步驟不是必須的，不過加上這一步驟會顯得更加嚴謹。

4、設置當前目錄為根目錄

如果守護進程的當前工作目錄是/usr/home目錄，那么管理員在卸載/usr分區(qū)時會報錯的。為了避免這個問題，可以調用chdir()函數將工作目錄設置為根目錄/。

5、設置文件權限掩碼

文件權限掩碼是指屏蔽掉文件權限中的對應位。由于使用 fork()函數新建的子進程繼承了父進程的文件權限掩碼，這就給該子進程使用文件帶來了諸多的麻煩。因此，把文件權限掩碼設置為 0，可以大大增強該守護進程的靈活性。通常使用方法是umask(0)。

6、關閉文件描述符

子進程會繼承已經打開的文件，它們占用系統(tǒng)資源，且可能導致所在文件系統(tǒng)無法卸載。此時守護進程與終端脫離，常說的輸入、輸出、錯誤描述符也應該關閉，畢竟這個時候也不會使用終端了。

守護進程的出錯處理

由于守護進程脫離了終端，不能將錯誤信息輸出到控制終端，即使 gdb 也無法正常調試。常用的方法是使用 syslog 服務，將錯誤信息輸入到/var/log/messages中。

syslog 是 Linux 中的系統(tǒng)日志管理服務，通過守護進程 syslogd 來維護。該守護進程在啟動時會讀一個配置文件/etc/syslog.conf。該文件決定了不同種類的消息會發(fā)送向何處。

代碼展示

import os
import sys


def daemonize(pid_file=None):
  pid = os.fork()
  if pid:
    sys.exit(0)
  os.setsid()

  _pid = os.fork()
  if _pid:
    sys.exit(0)

  os.umask(0)
  os.chdir('/')
  sys.stdout.flush()
  sys.stderr.flush()

  with open('/dev/null') as read_null, open('/dev/null','w') as write_null:
    os.dup2(read_null.fileno(), sys.stdin.fileno())
    os.dup2(write_null.fileno(), sys.stdout.fileno())
    os.dup2(write_null.fileno(), sys.stderr.fileno())

  if pid_file:
    with open(pid_file,'w+') as f:
      f.write(str(os.getpid()))

if __name__ == "__main__":
  daemonize('test.txt')

關于os.dup2這個函數

os.dup2() 方法用于將一個文件描述符 fd 復制到另一個 fd2。
Unix, Windows 上可用。

>>> import os
>>> f = open("hello.txt","a")
>>> os.dup2(f.fileno(),1)
>>> f.close()
>>> print("hello world")
>>> print("changed")
cat hello.txt
1
hello world
changed

附加話題

為什么服務器端常常fork兩次呢？

因為這是為了避免產生僵尸進程。

當我們只fork()一次后，存在父進程和子進程。這時有兩種方法來避免產生僵尸進程：

• 父進程調用waitpid()等函數來接收子進程退出狀態(tài)。
• 父進程先結束，子進程則自動托管到Init進程（pid = 1）。

目前先考慮子進程先于父進程結束的情況：

• 若父進程未處理子進程退出狀態(tài)，在父進程退出前，子進程一直處于僵尸進程狀態(tài)。
• 若父進程調用waitpid()（這里使用阻塞調用確保子進程先于父進程結束）來等待子進程結束，將會使父進程在調用waitpid()后進入睡眠狀態(tài)，只有子進程結束父進程的waitpid()才會返回。 如果存在子進程結束，但父進程還未執(zhí)行到waitpid()的情況，那么這段時期子進程也將處于僵尸進程狀態(tài)。

由此，可以看出父進程與子進程有父子關系，除非保證父進程先于子進程結束或者保證父進程在子進程結束前執(zhí)行waitpid()，子進程均有機會成為僵尸進程。那么如何使父進程更方便地創(chuàng)建不會成為僵尸進程的子進程呢？這就要用兩次fork()了。

父進程一次fork()后產生一個子進程隨后立即執(zhí)行waitpid(子進程pid, NULL, 0)來等待子進程結束，然后子進程fork()后產生孫子進程隨后立即exit(0)。這樣子進程順利終止（父進程僅僅給子進程收尸，并不需要子進程的返回值），然后父進程繼續(xù)執(zhí)行。這時的孫子進程由于失去了它的父進程（即是父進程的子進程），將被轉交給Init進程托管。于是父進程與孫子進程無繼承關系了，它們的父進程均為Init，Init進程在其子進程結束時會自動收尸，這樣也就不會產生僵尸進程了。

以上就是如何編寫python的daemon程序的詳細內容，更多關于python的daemon程序的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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