linux下daemon守护进程的实现(以nginx代码为例)

ngx_int_t
ngx_daemon(ngx_log_t *log)
{
    int  fd;

    // 让init进程成为新产生进程的父进程:
    // 调用fork函数创建子进程后，使父进程立即退出。这样，产生的子进程将变成孤儿进程，并被init进程接管，
    // 同时，所产生的新进程将变为在后台运行。
    switch (fork()) {
    case -:
        ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "fork() failed");
        return NGX_ERROR;

    case :
        break;

    default:
        exit();
    }

    ngx_pid = ngx_getpid();

    // 调用setsid()函数脱离控制终端和进程组，使该进程成为会话组长，并与原来的登录会话和进程组脱离。
    // 此时进程已经成为无终端的会话组长，但它可以重新申请打开一个控制终端。
    // 为了避免这种情况，可以通过使进程不再成为会话组长来禁止进程重新打开控制终端，
    // 这就需要第二次调用fork()函数(nginx没有做这一步)。父进程（会话组长）退出，子进程继续执行，
    // 并不再拥有打开控制终端的能力。在正在执行的进程中调用INIT_DAEMON后，进程将成为守护进程，
    // 脱离控制终端进入后台执行。
    if (setsid() == -) {
        ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "setsid() failed");
        return NGX_ERROR;
    }

    // 重设文档创建掩模
    // 很多情况下，守护进程会创建一些临时文件。出于安全性的考虑，往往不希望这些文件被别的用户查看。
    // 这时，可以使用umask函数修改文件权限，创建掩码的取值，以满足守护进程的要求。
    umask();

    // 关闭打开的文档描述符:
    // 新产生的进程从父进程继承了某些打开的文件描述符，如果不使用这些文件描述符，则需要关闭它们。
    // 守护进程是运行在系统后台的，不应该在终端有任何的输出信息。
    // 可以使用dup函数将标准输入、输出和错误输出重定向到/dev/null设备上
    //（/dev/null是一个空设备，向其写入数据不会有任何输出）。
    fd = open("/dev/null", O_RDWR);
    if (fd == -) {
        ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno,
                      "open(\"/dev/null\") failed");
        return NGX_ERROR;
    }

    if (dup2(fd, STDIN_FILENO) == -) {
        ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "dup2(STDIN) failed");
        return NGX_ERROR;
    }

    if (dup2(fd, STDOUT_FILENO) == -) {
        ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "dup2(STDOUT) failed");
        return NGX_ERROR;
    }

#if 0
    if (dup2(fd, STDERR_FILENO) == -) {
        ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "dup2(STDERR) failed");
        return NGX_ERROR;
    }
#endif

    if (fd > STDERR_FILENO) {
        if (close(fd) == -) {
            ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "close() failed");
            return NGX_ERROR;
        }
    }

    // 改变当前工作目录(nginx没有做)
    // 使用fork函数产生的子进程将继承父进程的当前工作目录。
    // 当进程没有结束时，其工作目录是不能被卸载的。
    // 为了防止这种问题发生，守护进程一般会将其工作目录更改到根目录下（/目录）。

    return NGX_OK;
}

setsid相关知识：

通过调用setsid函数，使得新创建的进程脱离控制终端，同时创建新的进程组，并成为该进程组的首进程。为了使读者更好地理解这一步骤，下面介绍进程组、会话（session）的基本概念。

在Linux系统中，所有的进程都属于各自的进程组。进程组是一个或多个进程的集合。打个比方，可以认为某个班级是一个进程组，而其中成员就是进程。一个班级至少有一个成员。当一个班级的最后一个成员不存在的时候，这个班级也就不存在了，也就是进程组消亡了。

每个进程组都有类似于进程号的标识，称为进程组ID。进程组ID是由领头进程的进程号决定的，每个进程组都存在一个领头进程。进程组的存在与否与领头进程是否存在没有关系。

会话是一个或多个进程组的集合。与进程组类似，每个会话都存在一个领头进程。Linux是一个多用户的操作系统，在同一时刻系统中会存在属于不同用户的多个进程。如果用户在某个终端上发送了某个信号，例如，按下“Ctrl+C”发送SIGINT信号，如何确保信号被正确地发送到对应的进程，同时不会影响使用其他终端的用户的进程？

会话和进程组是Linux内核用于管理多用户情况下用户进程的方法。每个进程都属于一个进程组，而进程组又属于某个会话。当用户从终端登录系统（不管是终端还是伪终端），系统会创建一个新的会话。在该终端上启动的进程都会被系统划归到会话的进程组中。

会话中的进程通过该会话中的领头进程（常称其为控制进程）与一个终端相连。该终端是会话的控制终端。一个会话只能有一个控制终端，反之一样。如果会话存在一个控制终端，则它必然拥有一个前台进程组。属于该组的进程可以从控制终端获得输入。这时，其他的进程组都为后台进程组。图8.3所示为会话、进程组、进程与控制终端之间的关系。

由于守护进程没有控制终端，而使用fork函数创建的子进程继承了父进程的控制终端、会话和进程组，因此，必须创建新的会话，以脱离父进程的影响。Linux系统提供了setsid函数用于创建新的会话。

setsid函数将创建新的会话，并使得调用setsid函数的进程成为新会话的领头进程。调用setsid函数的进程是新创建会话中的惟一的进程组，进程组ID为调用进程的进程号。setsid函数产生这一结果还有个条件，即调用进程不为一个进程的领头进程。由于在第一步中调用fork的父进程退出，使得子进程不可能是进程组的领头进程。该会话的领头进程没有控制终端与其相连。至此，满足了守护进程没有控制终端的要求。

参考：http://www.cnblogs.com/xuxm2007/archive/2011/07/29/2121280.html