Linux 守护进程

守护进程（Daemon Process）是在 后台运行 的一种特殊类型的进程。它独立于终端会话，并且在系统启动时启动，并持续运行以提供特定的服务或执行特定的任务。守护进程通常以系统级别的服务方式运行，提供后台任务的管理和执行。

特点

后台运行：守护进程在后台运行，没有与用户终端相关联，不会向终端输出信息，也不会从终端接收输入。它们通常在系统启动时自动启动，并持续运行，直到系统关闭或手动停止。
无终端关联：守护进程与终端无关，它们不会受到终端关闭或用户退出的影响。它们通常在系统级别启动，不依赖于用户登录或终端会话。
独立于终端会话：守护进程不会与任何特定的终端会话相关联。它们不会收到终端信号（如Ctrl+C）并且不会受到用户登录或注销的影响。
任务服务：守护进程通常用于提供特定的服务或执行特定的任务。它们可以是网络服务、系统监控、定时任务、日志记录等。守护进程可以在后台运行，持续监控和处理任务，而不会影响其他用户进程或终端会话。
无交互性：守护进程通常是无交互性的，它们不会与用户进行直接的交互。它们的配置和控制通常通过配置文件、命令行选项或特定的管理工具进行。

在实现守护进程时，通常需要注意以下几个方面：

重定向标准输入、输出和错误流：守护进程通常需要将标准输入、输出和错误流重定向到文件或设备，以避免与终端相关联。
脱离终端会话：守护进程需要通过调用fork()函数创建子进程，并使子进程脱离终端会话，通过setsid()函数创建一个新的会话。
重设文件权限掩码：守护进程需要调用umask()函数重设文件权限掩码，以确保创建的文件具有适当的权限。
处理信号：守护进程通常需要处理一些重要的信号，如终止信号(SIGTERM)、重新加载配置信号(SIGHUP)等。

setsid

在Linux系统中，setsid()函数是一个系统调用，用于创建一个新的会话并设置新的进程组ID。它是守护进程创建过程中常用的一步。

具体来说，setsid()函数的作用是：

创建新的会话：调用setsid()函数会创建一个新的会话，使得当前进程成为该会话的首领进程（session leader）。该会话成为一个独立的会话，与原有的终端会话完全分离。
设置新的进程组ID：在新的会话中，setsid()函数将创建一个新的进程组，并将当前进程设置为该进程组的组长进程（group leader）。新的进程组ID与会话ID相同。

setsid()函数通常用于将守护进程从终端会话中脱离出来，使其成为一个独立的进程实体，独立于任何终端或终端会话。这样可以确保守护进程不受终端会话的影响，并能够在后台持续运行。

chdir

chdir()是一个系统调用，用于改变当前进程的工作目录。它是"change directory"的缩写。

函数原型如下：

int chdir(const char *path);

参数path是一个字符串，表示要改变到的目标目录的路径。

chdir()函数的作用是将当前进程的工作目录更改为指定的目录。它的使用方式 类似于在命令行中使用cd命令 改变目录。

使用chdir()函数时需要注意以下几点：

目录路径必须是有效的：传递给chdir()函数的目录路径必须是一个有效的目录路径，否则函数调用将失败并返回-1。
目录权限：在尝试改变工作目录之前，应该 确保当前进程对目标目录具有足够的权限 ，以便能够读取和写入该目录。
目录路径的格式：目录路径可以是相对路径或绝对路径。相对路径是相对于当前工作目录的路径，而绝对路径是从根目录开始的完整路径。
错误处理：chdir()函数在失败时会返回-1，并设置errno变量以指示具体的错误类型。可以使用perror()或strerror()函数来输出错误信息。

umask

umask是一个系统调用，用于设置文件创建时的默认权限掩码。它决定了文件和目录的默认权限。

函数原型如下：

mode_t umask(mode_t mask);

参数mask是一个权限掩码，用于指定要屏蔽的权限位。它是一个八进制数，表示要屏蔽的权限组合。通常使用八进制表示法来指定umask值，如0777表示屏蔽所有权限。

umask()函数的作用是设置当前进程的文件创建掩码，并返回之前的文件创建掩码。

文件创建掩码是一个权限位掩码，用于确定在创建新文件或目录时应该屏蔽哪些权限位。umask函数通过设置掩码来影响新文件和目录的默认权限。具体来说，umask值与新文件或目录的权限进行按位与操作，将屏蔽的权限位从新文件或目录的权限中去除。

例如，如果umask值设置为0022，表示屏蔽其他用户的写权限和组用户的写权限，那么创建新文件时，它的默认权限将是0644（所有者可读写，其他用户可读）。

需要注意以下几点：

umask值的默认值通常是022，它使得新文件的默认权限为0644，新目录的默认权限为0755。这样设置的目的是为了确保文件和目录对所有者可读写，对其他用户只有读的权限。
umask值可以在程序中通过调用umask函数来进行更改。通常在程序开始的时候可以设置合适的umask值，以确保文件和目录的默认权限符合需求。
umask值是进程级别的，它 会影响到该进程及其所有子进程创建的文件和目录。它 不会影响已经存在的文件和目录的权限。
umask值是进程的属性，不会被继承或传递给其他进程。

SIGHUP 信号

SIGHUP是一个UNIX和类UNIX系统中的信号，它代表着"挂起"（Hangup）信号。它通常由终端控制进程（如登录会话）发送给与终端设备连接的进程，用于通知该进程终端连接的状态发生了变化。

默认情况下，当进程接收到SIGHUP信号时，它的默认操作是终止（Terminate）。这意味着进程会立即退出并终止其执行。

对于守护进程来说，收到 SIGHUP 信号，通常意味着终端链接断开，我们当然不希望守护进程因此而退出，所以需要指定 SIGHUP 信号的处理方式

实例

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstdio>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

class Daemonize
{
public:
    // 执行守护进程的初始化
    Daemonize()
    {
        pid_t pid = fork();
        if(pid < 0)
        {
            throw std::runtime_error("Fork error!\n");
            exit(1);
        }
        else if(pid > 0) // 第一步：退出父进程
            exit(0);        
        
        // 第二步，在子进程中创建新会话，成为首领进程
        if(setsid() < 0)
        {
            throw std::runtime_error("Setsid error!\n");
            exit(1);
        }

        // 第三步，屏蔽 SIGHUP 信号，也可以自定义处理方式
        signal(SIGHUP, SIG_IGN);

        // 第四步，关闭标准输入、输出、错误，脱去与原终端的所有关联
        for(int fd = STDIN_FILENO; fd <= STDERR_FILENO; ++fd)
            close(fd);

        // 第五步，修改工作目录为工作目录，可以根据需求调整
        chdir("/Users/Sky_Lee/Documents/Linux/studyNotes/Linux operating system/Linux 守护进程");

        // 第六步，修改文件掩码，可以根据需求调整
        umask(0000); // 均不屏蔽
    }

    void run(void)
    {
        // 执行核心逻辑

        std::fstream fs;
        fs.open("log.txt");
        if(!fs.is_open())
            exit(1);
        fs << "------------------Daemonize------------------" << std::endl;
        fs << "[note]: pid: " << getpid() << std::endl;
        fs.close();

        while(1) // 模拟其它过程
        {
            sleep(1);
        }
    }
};

int main(void)
{
    Daemonize daemonize;
    daemonize.run();
}

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