考虑如下场景:你编写了一个python服务程序,并且在命令行下启动,而你的命令行会话又被终端所控制,python服务成了终端程序的一个子进程。因此如果你关闭了终端,这个命令行程序也会随之关闭。
要使你的python服务不受终端影响而常驻系统,就需要将它变成守护进程。
守护进程就是Daemon程序,是一种在系统后台执行的程序,它独立于控制终端并且执行一些周期任务或触发事件,通常被命名为”d”字母结尾,如常见的httpd、syslogd、systemd和dockerd等。
代码实现
python可以很简洁地实现守护进程,下面先给出代码和相应注释:
# coding=utf8 import os import sys import atexit def daemonize(pid_file=None): """ 创建守护进程 :param pid_file: 保存进程id的文件 :return: """ # 从父进程fork一个子进程出来 pid = os.fork() # 子进程的pid一定为0,父进程大于0 if pid: # 退出父进程,sys.exit()方法比os._exit()方法会多执行一些刷新缓冲工作 sys.exit(0) # 子进程默认继承父进程的工作目录,最好是变更到根目录,否则回影响文件系统的卸载 os.chdir('/') # 子进程默认继承父进程的umask(文件权限掩码),重设为0(完全控制),以免影响程序读写文件 os.umask(0) # 让子进程成为新的会话组长和进程组长 os.setsid() # 注意了,这里是第2次fork,也就是子进程的子进程,我们把它叫为孙子进程 _pid = os.fork() if _pid: # 退出子进程 sys.exit(0) # 此时,孙子进程已经是<a style="color:transparent">本文来源gao($daima.com搞@代@#码$网</a>守护进程了,接下来重定向标准输入、输出、错误的描述符(是重定向而不是关闭, 这样可以避免程序在 print 的时候出错) # 刷新缓冲区先,小心使得万年船 sys.stdout.flush() sys.stderr.flush() # dup2函数原子化地关闭和复制文件描述符,重定向到/dev/nul,即丢弃所有输入输出 with open('/dev/null') as read_null, open('/dev/null', 'w') as write_null: os.dup2(read_null.fileno(), sys.stdin.fileno()) os.dup2(write_null.fileno(), sys.stdout.fileno()) os.dup2(write_null.fileno(), sys.stderr.fileno()) # 写入pid文件 if pid_file: with open(pid_file, 'w+') as f: f.write(str(os.getpid())) # 注册退出函数,进程异常退出时移除pid文件 atexit.register(os.remove, pid_file)
概括一下守护进程的编写步骤:
- fork出子进程,退出父进程
- 子进程变更工作目录(chdir)、文件权限掩码(umask)、进程组和会话组(setsid)
- 子进程fork孙子进程,退出子进程
- 孙子进程刷新缓冲,重定向标准输入/输出/错误(一般到/dev/null,意即丢弃)
- (可选)pid写入文件
理解几个要点
为什么要fork两次
第一次fork,是为了脱离终端控制的魔爪。父进程之所以退出,是因为终端敲击键盘、或者关闭时给它发送了信号;而fork出来的子进程,在父进程自杀后成为孤儿进程,进而被操作系统的init进程接管,因此脱离终端控制。
所以其实,第二次fork并不是必须的(很多开源项目里的代码就没有fork两次)。只不过出于谨慎考虑,防止进程再次打开一个控制终端。因为子进程现在是会话组长了(对话期的首次进程),有能力打开控制终端,再fork一次,孙子进程就不能打开控制终端了。
文件描述符
Linux是“一切皆文件”,文件描述符是内核为已打开的文件所创建的索引,通常是非负整数。进程通过文件描述符执行IO操作。
默认情况下,0代表标准输入,1代表标准输出,2代表标准错误。