考慮如下場景:你編寫了一個python服務(wù)程序,并且在命令行下啟動,而你的命令行會話又被終端所控制,python服務(wù)成了終端程序的一個子進程。因此如果你關(guān)閉了終端,這個命令行程序也會隨之關(guān)閉。
要使你的python服務(wù)不受終端影響而常駐系統(tǒng),就需要將它變成守護進程。
守護進程就是Daemon程序,是一種在系統(tǒng)后臺執(zhí)行的程序,它獨立于控制終端并且執(zhí)行一些周期任務(wù)或觸發(fā)事件,通常被命名為"d"字母結(jié)尾,如常見的httpd、syslogd、systemd和dockerd等。
python可以很簡潔地實現(xiàn)守護進程,下面給出代碼和相應(yīng)注釋。這份代碼穩(wěn)定運行在我本地電腦的一個守護進程(自制鬧鐘)里,暫時沒出過問題。
# coding=utf8 import os import sys import atexit def daemonize(pid_file=None): """ 創(chuàng)建守護進程 :param pid_file: 保存進程id的文件 :return: """ # 從父進程fork一個子進程出來 pid = os.fork() # 子進程的pid一定為0,父進程大于0 if pid: # 退出父進程,sys.exit()方法比os._exit()方法會多執(zhí)行一些刷新緩沖工作 sys.exit(0) # 子進程默認(rèn)繼承父進程的工作目錄,最好是變更到根目錄,否則回影響文件系統(tǒng)的卸載 os.chdir('/') # 子進程默認(rèn)繼承父進程的umask(文件權(quán)限掩碼),重設(shè)為0(完全控制),以免影響程序讀寫文件 os.umask(0) # 讓子進程成為新的會話組長和進程組長 os.setsid() # 注意了,這里是第2次fork,也就是子進程的子進程,我們把它叫為孫子進程 _pid = os.fork() if _pid: # 退出子進程 sys.exit(0) # 此時,孫子進程已經(jīng)是守護進程了,接下來重定向標(biāo)準(zhǔn)輸入、
概括一下守護進程的編寫步驟:
1、fork出子進程,退出父進程
2、子進程變更工作目錄(chdir)、文件權(quán)限掩碼(umask)、進程組和會話組(setsid)
3、子進程fork孫子進程,退出子進程
4、孫子進程刷新緩沖,重定向標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出/錯誤(一般到/dev/null,意即丟棄)
5、(可選)pid寫入文件
第一次fork,是為了脫離終端控制的魔爪。父進程之所以退出,是因為終端敲擊鍵盤、或者關(guān)閉時給它發(fā)送了信號;而fork出來的子進程,在父進程自殺后成為孤兒進程,進而被操作系統(tǒng)的init進程接管,因此脫離終端控制。
所以其實,第二次fork并不是必須的(很多開源項目里的代碼就沒有fork兩次)。只不過出于謹(jǐn)慎考慮,防止進程再次打開一個控制終端。因為子進程現(xiàn)在是會話組長了(對話期的首次進程),有能力打開控制終端,再fork一次,孫子進程就不能打開控制終端了。
Linux是“一切皆文件”,文件描述符是內(nèi)核為已打開的文件所創(chuàng)建的索引,通常是非負(fù)整數(shù)。進程通過文件描述符執(zhí)行IO操作。
每個進程有自己的文件描述符表,因此相同的描述符可能指向同一個文件,也可能指向不同文件;來自不同進程的不同的描述符,當(dāng)然也有可能指向同一個文件。
默認(rèn)情況下,0代表標(biāo)準(zhǔn)輸入,1代表標(biāo)準(zhǔn)輸出,2代表標(biāo)準(zhǔn)錯誤。
我們知道,在Linux中,任何一個文件都有讀(read)、寫(write)和執(zhí)行(execute)的三種使用權(quán)限。其中,讀的權(quán)限用數(shù)字4代表,寫權(quán)限是2,執(zhí)行權(quán)限是1。命令ls -l可以查看文件權(quán)限,r/w/x分別表示具有讀/寫/執(zhí)行權(quán)限。
任何文件,也都有用戶(User),用戶組(Group),其他組(Others)三種身份權(quán)限。一般用3個數(shù)字表示文件權(quán)限,例如754:
7,是User權(quán)限,即文件擁有者權(quán)限
5,是Group權(quán)限,擁有者所在用戶組的組員所具有的權(quán)限
4,是Others權(quán)限,即其他組用戶的權(quán)限啦
而umask是為了控制默認(rèn)權(quán)限,防止新建文件或文件夾具有全權(quán)。
系統(tǒng)一般默認(rèn)為022(使用命令umask查看),表示默認(rèn)創(chuàng)建文件的權(quán)限是644,文件夾是755。你應(yīng)該可以看出它們的規(guī)律,就是文件權(quán)限和umask的相加結(jié)果為666(笑),文件夾權(quán)限和umask的相加結(jié)果為777。
每個進程都屬于一個進程組(PG,Process Group),進程組可以包含多個進程。
進程組有一個進程組長(Leader),進程組長的ID(PID, Process ID)就作為整個進程組的ID(PGID,Process Groupd ID)。
登陸終端時,就會創(chuàng)造一個會話,多個進程組可以包含在一個會話中。而創(chuàng)建會話的進程,就是會話組長。
已經(jīng)是會話組長的進程,不可以再調(diào)用setsid()方法創(chuàng)建會話。因此,上面代碼中,子進程可以調(diào)用setsid(),而父進程不能,因為它本身就是會話組長。
另外,sh(Bourne Shell)不支持會話機制,因為會話機制需要shell支持工作控制(Job Control)。
通過&符號,可以把命令放到后臺執(zhí)行。它與守護進程是不同的:
1、守護進程與終端無關(guān),是被init進程收養(yǎng)的孤兒進程;而后臺進程的父進程是終端,仍然可以在終端打印
2、守護進程在關(guān)閉終端時依然堅挺;而后臺進程會隨用戶退出而停止,除非加上nohup
3、守護進程改變了會話、進程組、工作目錄和文件描述符,后臺進程直接繼承父進程(shell)的
換句話說:守護進程就是默默地奮斗打拼的有為青年,而后臺進程是默默繼承老爸資產(chǎn)的富二代。
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