0301 Linux创建后台进程

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一、概述

开发一款服务端程序，它往往以服务进程方式运行，也就是我们常说的后台进程。

在linux 下使用<code>top命令，可以看到实际已经有很多的进程一直在运行中，这些进程就是后台服务进程。

那么如何让自己的程序以后台服务进程的方式运行呢， 同时如何管理后台服务进程，对它们进程启动，重启，停止等操作，

本节内容就来详细聊一聊后台服务进程的那些事儿。

二、创建后台服务进程原理

我们先来用ps命令看一个后台进程；

[senllang@hatch src]$ ps -ef|grep toadb |grep -v grep

senllang 703064 1 0 Oct14 pts/16 00:07:09 ./toadb-0-01 -M 2

toadb是一个数据库，它在后台运行，是一个从零开始手写的数据库，详细介绍见toadb基础架构模型，想练手的同学可以关注toadb专栏。

可以看到后台服务进程的进程PID为703064，而父进程PID为1;

我们再来看一下1号进程是什么？

[senllang@hatch src]$ ps -ef|more

UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD

root 1 0 0 Oct08 ? 00:00:17 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 18

可以看到1号进程，就是systemd服务进程。

根据之前开始介绍linux进程家族体系的内容，1号进程是所有用户进程起源；

同时一个进程的父进程提前结束时，它就会被1号进程接管，也就是自动变化1号进程的子进程，此时就会转到后台运行。

三、创建后台服务进程的方法

让程序在后台执行，我们知道有很多方法，如在执行命令后面加 &， 使用 nohup命令，或者是 bg命令等等，

但这些仅仅是程序在后台执行，而程序的父进程还是当前的shell窗口，当shell关闭时，程序也有可能会结束。

如何创建一个后台服务进程，或者叫做 daemon进程，让它的父进程为systemd进程，下面就一起来看看。

3.1 程序代码

下面我们编写一段演示程序。

<code>/*

* ex020301_daemon.c

*/

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

void daemon_fork();

int main(int argc ,char *argv[])

{

daemon_fork();

sleep(10);

return 0;

}

void daemon_fork()

{

int pid = -1;

pid = fork();

if(pid < 0)

{

printf("fork error[%s]\n",strerror(errno));

exit(-1);

}

else if(pid > 0)

{

// parent exit.

exit(0);

}

else

{

// child daemon

return;

}

}

说明

daemon进程主要在daemon_fork函数中，函数返回后，当前就在daemon进程中；用sleep(10)来模拟服务进程的处理，可以用实际的服务程序代码替代；

下面看看daemon_fork函数，

用fork创建了一个子进程，这与前几节介绍的fork示例类似；在父进程分支中，直接调用exit退出了；而子进程分支中，我们选择了函数返回；也就是调用该函数后，后续的代码是子进程中执行了；

3.2 运行分析

编译执行

[senllang@hatch ex_0201]$ gcc ex020301_daemon.c -o extest

[senllang@hatch ex_0201]$ ./extest &

[1] 1074458

我们使用后台执行，可以看到后台任务号为1。

后台进程情况查看

[senllang@hatch ex_0201]$ ps -ef|grep extest |grep -v grep

senllang 1074459 1 0 08:44 pts/8 00:00:00 ./extest

[1]+ Done ./extest

可以看到当前进程PID为 1074459, 而父进程PID为1，也就是它已经被systemd接管了。

原理分析

当我们创建子进程后，父进程不会等待子进程，而是直接结束了，此时子进程就会被systemd接管了，

也就是作为后台服务进程继续运行，最终子进程退出时资源回收由systemd进程来负责。

四、总结

通常我们在终端启动程序，该程序的父进程一般是终端进程，这样在终端退出时，会产生像SIGHUG信号发给所有子进程，子进程默认处理是退出。

我们要创建后台服务进程时，必需让进程与终端无关，这就是示例代码中经过一次fork之后，父进程退出，而子进程让systemd接管的真正作用。

本章节代码位于gitcode, 路径为： multiProcess/ex02_multiprocess， 有兴趣的同学可以下载测试，当然别忘了点个小星星。

结尾

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作者邮箱：study@senllang.onaliyun.com

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