服务器进程守护，如何确保关键应用持续运行？

守护进程（Daemon）是一种在后台运行的特殊进程，通常用于执行系统服务、管理任务或处理请求，它们具有以下几个显著的特征：

1、长期运行：守护进程通常在系统启动时启动，并会持续运行，直至系统关闭或被强行终止，与普通进程不同，普通进程在用户登录或运行程序时创建，并在任务完成后或用户注销时终止，守护进程不受用户登录状态的影响，这使得它们能够在不需要用户交互的情况下稳定地执行任务。

2、与控制终端脱离：在Linux系统中，每个从终端启动的进程都与该终端绑定，这意味着当终端关闭时，与之关联的所有进程都会被终止，守护进程通过脱离控制终端来避免这种限制，使其能够在后台独立运行，这种脱离的目的是防止进程在运行过程中受到终端输出的干扰，并确保它们能够持续工作。

3、独立性：守护进程与用户的登录会话是独立的，它在后台静静运行，执行系统级任务，如日志记录、定时任务、文件清理等。

4、父进程为init进程：守护进程在系统启动时由父进程（通常是init进程）启动，运行时不会退出。

5、PID（进程ID）：守护进程的PID是由操作系统分配的，它通常会被写入到某个文件中以供后续管理和终止。

6、资源管理：守护进程需要妥善管理资源，包括文件描述符、内存分配等，以确保系统资源的高效利用和避免泄漏。

7、错误处理与日志记录：守护进程需要能够处理运行时可能出现的错误，并将相关信息记录到日志文件中，以便于问题的诊断和追踪。

创建守护进程的步骤

创建一个守护进程通常涉及以下关键步骤，以确保其能够在后台独立运行，并完成预定的任务：

1、创建子进程并终止父进程：使用fork()系统调用创建子进程后，父进程应调用exit()终止自身，这一过程实现了以下几点：如果守护进程是通过简单的shell命令启动，父进程的退出将使shell认为命令已执行完毕；子进程继承了父进程的进程组ID，但它有自己独立的进程ID，确保子进程不是进程组的组长，为后续调用setsid()准备条件。

2、子进程调用setsid()创建会话：在子进程中调用setsid()是关键步骤，这将：创建一个新的会话，子进程成为新会话的首领；创建新的进程组，子进程成为组长；摆脱原有会话、进程组和控制终端的控制，实现完全独立。

3、更改工作目录为根目录：子进程会继承父进程的当前工作目录，而该目录可能会导致文件系统无法卸载，守护进程会将工作目录更改为根目录（/），以避免这种问题，也可以根据需要选择其他目录。

4、重设文件权限掩码（umask）：文件权限掩码umask控制新建文件的默认权限，由于子进程继承了父进程的umask，建议将其设置为0，以确保子进程拥有最大权限，增强守护进程的灵活性，设置umask的方法是调用umask(0)。

5、关闭不再需要的文件描述符：子进程会继承父进程打开的所有文件描述符，这可能导致不必要的资源消耗，应关闭不再需要的文件描述符，以确保守护进程不再持有任何继承自父进程的描述符，从而减少资源浪费。

6、将文件描述符0、1、2定位到/dev/null：守护进程的标准输入、标准输出和标准错误通常会重定向到/dev/null，这样守护进程的输出就不会显示在任何地方，同时也不会试图从交互式用户那里接收输入。

7、其他处理：例如忽略SIGCHLD信号，对于某些并发服务器进程尤其重要，通过将SIGCHLD信号的处理方式设置为SIG_IGN，可以避免僵尸进程的产生，这样，当子进程结束时，内核将其交给init进程处理，减少了父进程的负担，从而提高了服务器的并发性能。

守护进程的使用和案例设计

为了深入理解如何创建和使用守护进程，可以设计一个多功能的守护进程示例，具备以下功能：

1、资源监控功能：守护进程每隔30秒获取系统的CPU、内存和磁盘使用信息，并将其写入/var/log/resource_monitor.log。

2、定时清理功能：每隔10分钟，清理/tmp目录下的所有文件。

3、信号处理功能：守护进程能够捕获SIGTERM信号，安全退出，并能够处理SIGHUP信号重新加载配置文件。

守护进程代码结构

daemonize()：负责将进程变为守护进程的常规步骤。

monitor_resources()：负责监控系统资源并将其写入日志。

cleanup_tmp()：每隔10分钟清理一次/tmp目录中的文件。

handle_signal()：处理SIGTERM和SIGHUP信号。

reload_config()：当捕获SIGHUP时，重新加载配置文件。

C++实现守护进程示例

以下是一个C++实现守护进程的简单示例代码：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <string>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
const std::string nullfile = "/dev/null";
void Daemon(const std::string &cwd = "") {
    // 1. 忽略其他异常信号 
    signal(SIGCLD, SIG_IGN);
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
    signal(SIGSTOP, SIG_IGN);
    // 2. 将自己变成独立的会话
    if (fork() > 0) // 0说明是父进程，让父进程直接退出
        exit(0);
    setsid(); //子进程
    // 3. 更改当前调用进程的工作目录
    if (!cwd.empty())
        chdir(cwd.c_str());
    // 4. 标准输入，标准输出，标准错误重定向至/dev/null 垃圾桶
    int fd = open(nullfile.c_str(), O_RDWR);
    if (fd > 0) {
        dup2(fd, 0);
        dup2(fd, 1);
        dup2(fd, 2);
        close(fd);
    }
}

各位小伙伴们，我刚刚为大家分享了有关“服务器 进程守护”的知识，希望对你们有所帮助。如果您还有其他相关问题需要解决，欢迎随时提出哦！