linux之Deamon进程创建及其进程exit,_exit,return之间的区别

Dameon进程又被称做守护进程，一般来说他有以下2个特点:

1.生命周期非常长，一旦启动，一般不会终止，直到系统推出，不过dameon进程可以通过stop或者发送信号将其杀死

2.在后台执行，不跟任何控制终端关联，终端信号比如:SIGINT,SIGQUIT,SIGTSTP,以及关闭终端都不会影响deamon

如何编写Daemon进程，需要遵循以下规则:

（1）执行fork（）函数，父进程退出，子进程继续

执行这一步，原因有二：

·父进程有可能是进程组的组长（在命令行启动的情况下），从而不能够执行后面要执行的setsid函数，子进程继承了父进程的进程组ID，并且拥有自己的进程ID，一定不会是进程组的组长，所以子进程一定可以执行后面要执行的setsid函数。

·如果daemon是从终端命令行启动的，那么父进程退出会被shell检测到，shell会显示shell提示符，让子进程在后台执行。

（2）子进程执行如下三个步骤，以摆脱与环境的关系

1）修改进程的当前目录为根目录（/）。

这样做是有原因的，因为daemon一直在运行，如果当前工作路径上包含有根文件系统以外的其他文件系统，那么这些文件系统将无法卸载。因此，常规是将当前工作目录切换成根目录，当然也可以是其他目录，只要确保该目录所在的文件系统不会被卸载即可。

chdir("/") 

2）调用setsid函数。这个函数的目的是切断与控制终端的所有关系，并且创建一个新的会话。

这一步比较关键，因为这一步确保了子进程不再归属于控制终端所关联的会话。因此无论终端是否发送SIGINT、SIGQUIT或SIGTSTP信号，也无论终端是否断开，都与要创建的daemon进程无关，不会影响到daemon进程的继续执行。

3）设置文件模式创建掩码为0。

umask(0) 

这是为了让daemon进程创建的文件权限属性跟shell脱离关系，因为默认情况下，进程的umask来源于父进程shell的umask.如果不执行umask(0),那么父进程shell的umask就会影响daemon进程的umask.如果用户改变了shell的umask,那么也就改变了dameon的umask,就会使得daemon进程每次执行的umask信息可能不一致

（3）再次执行fork，父进程退出，子进程继续

执行完前面两步之后，可以说已经比较圆满了：新建会话，进程是会话的首进程，也是进程组的首进程。进程ID、进程组ID和会话ID，三者的值相同，进程和终端无关联。那么这里为何还要再执行一次fork函数呢？

原因是，daemon进程有可能会打开一个终端设备，即daemon进程可能会根据需要，执行类似如下的代码：

int fd = open("/dev/console", O_RDWR); 

这个打开的终端设备是否会成为daemon进程的控制终端，取决于两点：

·daemon进程是不是会话的首进程。

·系统实现。（BSD风格的实现不会成为daemon进程的控制终端，但是POSIX标准说这由具体实现来决定）。

既然如此，为了确保万无一失，只有确保daemon进程不是会话的首进程，才能保证打开的终端设备不会自动成为控制终端。因此，不得不执行第二次fork，fork之后，父进程退出，子进程继续。这时，子进程不再是会话的首进程，也不是进程组的首进程了。

（4）关闭标准输入（stdin）、标准输出（stdout）和标准错误（stderr）

因为文件描述符0、1和2指向的就是控制终端。daemon进程已经不再与任意控制终端相关联，因此这三者都没有意义。一般来讲，关闭了之后，会打开/dev/null，并执行dup2函数，将0、1和2重定向到/dev/null。这个重定向是有意义的，防止了后面的程序在文件描述符0、1和2上执行I/O库函数而导致报错。

至此，即完成了daemon进程的创建，进程可以开始自己真正的工作了。

上述步骤比较繁琐，对于C语言而言，glibc提供了daemon函数，从而帮我们将程序转化成daemon进程。

#include <unistd.h>
int daemon(int nochdir, int noclose); 

该函数有两个入参，分别控制一种行为，具体如下。

其中的nochdir，用来控制是否将当前工作目录切换到根目录。

·0：将当前工作目录切换到/。

·1：保持当前工作目录不变。

而noclose，用来控制是否将标准输入、标准输出和标准错误重定向到/dev/null。

·0：将标准输入、标准输出和标准错误重定向到/dev/null。

·1：保持标准输入、标准输出和标准错误不变。

一般情况下，这两个入参都要为0。

ret = daemon(0,0) 

成功时，daemon函数返回0；失败时，返回-1，并置errno。因为daemon函数内部会调用fork函数和setsid函数，所以出错时errno可以查看fork函数和setsid函数的出错情形。

glibc的daemon函数做的事情，和前面讨论的大体一致，但是做得并不彻底，没有执行第二次的fork。

进程的终止

在不考虑线程的情况下，进程的退出有以下5种方式。

正常退出有3种：

·从main函数return返回

·调用exit

·调用_exit

异常退出有两种：

·调用abort

·接收到信号，由信号终止

_exit函数的接口定义如下：

#include <unistd.h>
void _exit(int status); 

用户调用_exit函数，本质上是调用exit_group系统调用。这点在前面已经详细介绍过，在此就不再赘述了。

exit函数

exit函数更常见一些，其接口定义如下：

#include <stdlib.h>
void exit(int status); 

exit（）函数的最后也会调用_exit（）函数，但是exit在调用_exit之前，还做了其他工作：

1）执行用户通过调用atexit函数或on_exit定义的清理函数。

2）关闭所有打开的流（stream），所有缓冲的数据均被写入（flush），通过tmpfile创建的临时文件都会被删除。

3）调用_exit。

图4-11给出了exit函数和_exit函数的差异。

 

下面介绍exit函数和_exit函数的不同之处。

首先是exit函数会执行用户注册的清理函数。用户可以通过调用atexit（）函数或on_exit（）函数来定义清理函数。这些清理函数在调用return或调用exit时会被执行。执行顺序与函数注册的顺序相反。当进程收到致命信号而退出时，注册的清理函数不会被执行；当进程调用_exit退出时，注册的清理函数不会被执行；当执行到某个清理函数时，若收到致命信号或清理函数调用了_exit（）函数，那么该清理函数不会返回，从而导致排在后面的需要执行的清理函数都会被丢弃。

其次是exit函数会冲刷（flush）标准I/O库的缓冲并关闭流。glibc提供的很多与I/O相关的函数都提供了缓冲区，用于缓存大块数据。

缓冲有三种方式：无缓冲（_IONBF）、行缓冲（_IOLBF）和全缓冲（_IOFBF）。

·无缓冲：就是没有缓冲区，每次调用stdio库函数都会立刻调用read/write系统调用。

·行缓冲：对于输出流，收到换行符之前，一律缓冲数据，除非缓冲区满了。对于输入流，每次读取一行数据。

·全缓冲：就是缓冲区满之前，不会调用read/write系统调用来进行读写操作。

对于后两种缓冲，可能会出现这种情况：进程退出时，缓冲区里面可能还有未冲刷的数据。如果不冲刷缓冲区，缓冲区的数据就会丢失。比如行缓冲迟迟没有等到换行符，又或者全缓冲没有等到缓冲区满。尤其是后者，很容易出现，因为glibc的缓冲区默认是8192字节。exit函数在关闭流之前，会冲刷缓冲区的数据，确保缓冲区里的数据不会丢失。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
void foo()
{
    fprintf(stderr,"foo says bye.
");
}
void bar()
{
    fprintf(stderr,"bar says bye.
");
}
int main(int argc, char **argv)
{
    atexit(foo);
    atexit(bar);
    fprintf(stdout,"Oops ... forgot a newline!");
    sleep(2);
    if (argc > 1 && strcmp(argv[1],"exit") == 0)
        exit(0);
    if (argc > 1 && strcmp(argv[1],"_exit") == 0)
        _exit(0);

    return 0;
}

注意上面的示例代码，fprintf打印的字符串是没有换行符的，对于标准输出流stdout，采用的是行缓冲，收到换行符之前是不会有输出的。输出情况如下：

manu@manu-hacks:exit$ ./test exit  //调用exit结束，输出了缓冲区的字符
bar says bye.
foo says bye.
Oops ... forgot a newline!manu@manu-hacks:exit$ //调用return 输出了缓冲区字符
manu@manu-hacks:exit$
manu@manu-hacks:exit$ ./test
bar says bye.
foo says bye.
Oops ... forgot a newline!manu@manu-hacks:exit$ //直接调用_exit没有输出缓冲区的字符
manu@manu-hacks:exit$
manu@manu-hacks:exit$ ./test _exit
manu@manu-hacks:~/code/self/c/exit$ 

尽管缓冲区里的数据没有等到换行符，但是无论是调用return返回还是调用exit返回，缓冲区里的数据都会被冲刷，“Oops...forgot a newline！”都会被输出。因为exit（）函数会负责此事。从测试代码的输出也可以看出，exit（）函数首先执行的是用户注册的清理函数，然后才执行了缓冲区的冲刷。

第三，存在临时文件，exit函数会负责将临时文件删除.

exit函数的最后调用了_exit（）函数，最终殊途同归，走向内核清理。

return退出

return是一种更常见的终止进程的方法。执行return（n）等同于执行exit（n），因为调用main（）的运行时函数会将main的返回值当作exit的参数。

 

来自为知笔记(Wiz)