【Linux网络编程六】服务器守护进程化Daemon

一.背景知识：前台与后台

核心知识就是一个用户在启动Linux时，都会给一个session会话，这个会话里会存在一个前台进程，和多个后台进程。

二.相关操作

三.Linux的进程间关系

Linux中的进程之间的关系，不仅仅是相互独立的，还可以过程进程组，进程组的组长就是第一个进程的pid。

四.自成会话

当一个任务以后台进程在会话中执行，然后我们将会话关闭，重新启动一个会话，将会发现这个任务虽然还存在，但其实已经不再是原先的那个任务了，因为它的父进程bash已经退出，它被系统自动领养了。(它原来的会话是会被记录下来的)

所以进程组是会收到用户的登录和退出的影响。进程组就代表着一个任务，也就是任务是会收到用户的退出影响，用户一旦退出，那么该任务就不再属于你了，也就是该任务已经没有了。你把会话都关闭了，那么里面的所有任务都会不存在了。

这里我想说的就是我们想让一个任务一直执行，不受用户的登录和退出影响，就必须使用守护进程！
守护进程的核心就是自成会话。


因为创建新会话的进程不能是进程组里的组长，所以我们就直接让当前进程创建子进程，然后再让当前进程直接退出，让子进程创建会话。

五.守护进程四步骤

守护进程四步骤：①忽略其他信号②自成会话③更改工作目录④重定向标准输入与输出。

因为自成会话后，新会话就不再与终端有联系了，就不需要标准输出和标准输入和标准错误了。
而打印日志可以直接往文件里输入。

其实系统中提供了守护进程化的接口调用：

六.服务器守护进程化

其实守护进程的本质就是后台进程，服务器一旦启动了守护进程化，那么就不会受用户的退出影响，就会一直在运行。

//守护进程
#pragma once#include <signal.h>
#include <unistd.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="")
{//第一步忽略其他异常信号，防止被信号杀死signal(SIGCLD,SIG_IGN);signal(SIGPIPE,SIG_IGN);signal(SIGSTOP,SIG_IGN);//第二步将自己变成新的会话，不受其他会话管理if(fork()>0)exit(0);//让孙子进程来创建新的会话，因为自成组长的进程不能创建新会话setsid();//让使用该函数的进程创建新的会话，并属于该会话//第三步更改当前进程的路径//根据需要传入不同的路径就更改到不同路径下if(!cwd.empty()){chdir(cwd.c_str());}//第四步，将标准输入，标准输出，标志错误，重定向到垃圾桶文件里，新的会话不再与终端关联int fd=open(nullfile.c_str(),O_RDWR);if(fd>0)//打开成功{dup2(fd,0);dup2(fd,1);dup2(fd,2);close(fd);}}

#pragma once#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include "Log.hpp"
#include "TASK.hpp"
#include "ThreadPool.hpp"
#include "Daemon.hpp"
Log lg;const std::string defaultip="0.0.0.0";
const int defaultfd=-1;
int backlog=10;//一般不要设置太大
enum 
{SockError=2,BindError,AcceptError,
};
class Tcpserver;class ThreadData
{
public:ThreadData(int &fd,const std::string& ip,uint16_t &port,Tcpserver* svr):_sockfd(fd),_ip(ip),_port(port),_svr(svr){}
public:  int _sockfd;std::string _ip;uint16_t _port;Tcpserver* _svr;
};class Tcpserver
{
public:Tcpserver(const uint16_t &port,const std::string &ip=defaultip):_listensock(-1),_port(port),_ip(ip){}void Init(){//服务器端启动之前创建套接字，绑定。//一开始的这个套接字是属于监听套接字_listensock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(_listensock<0){lg(Fatal,"sock create errno:%d errstring:%s",errno,strerror(errno));exit(SockError);}//创建套接字成功lg(Info,"sock create sucess listensock:%d",_listensock);int opt = 1;setsockopt(_listensock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR|SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt)); // 防止偶发性的服务器无法进行立即重启(tcp协议的时候再说)//创建成功后就要绑定服务器的网络信息struct sockaddr_in local;memset(&local,0,sizeof(local));//填充信息local.sin_family=AF_INET;local.sin_port=htons(_port);inet_aton(_ip.c_str(),&local.sin_addr);//填充完毕，真正绑定if((bind(_listensock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)))<0){lg(Fatal,"bind errno:%d errstring:%s",errno,strerror(errno));exit(BindError);}lg(Info,"bind socket success listensock:%d",_listensock);//绑定成功//udp中绑定成功后就可以进行通信了，但tcp与udp不同。tcp是面向连接的，在通信之前//需要先获取新连接，获取到新连接才能进行通信。没有获取连接那么就要等待连接，等待新连接的过程叫做监听，监听有没有新连接。//需要将套接字设置成监听状态listen(_listensock,backlog);//用来监听，等待新连接，只有具备监听状态才能识别到连}static void* Routine(void *args)//静态成员函数无法使用成员函数，再封装一个服务器对象{//子线程要和主线程分离，主线程不需要等待子线程，直接回去重新获取新连接pthread_detach(pthread_self());ThreadData* td=static_cast<ThreadData*>(args);//子线程用来服务客户端td->_svr->Service(td->_sockfd,td->_ip,td->_port);delete td;return nullptr;}void Run(){Daemon();signal(SIGPIPE,SIG_IGN);//防止服务端往一个已经关闭的文件描述符里写入，忽略带操作系统发送的信号//一启动服务器，就将线程池中的线程创建ThreadPool<TASK>::GetInstance()->Start();//单例对象//静态函数，通过类域就可以使用lg(Info,"tcpserver is running");while(true){struct sockaddr_in client;socklen_t len=sizeof(client);//将套接字设置成监听状态后，就可以获取新连接int sockfd=accept(_listensock,(struct sockaddr*)&client,&len);//获取从监听套接字那里监听到的连接。然后返回一个新套接字，通过这个套接字与连接直接通信，而监听套接字继续去监听。if(sockfd<0){lg(Fatal,"accept error,errno: %d, errstring: %s",errno,strerror(errno));exit(AcceptError);}//获取新连接成功//将客户端端网络信息带出来uint16_t clientport=ntohs(client.sin_port);char clientip[32];inet_ntop(AF_INET,&client.sin_addr,clientip,sizeof(clientip));//根据新连接进行通信lg(Info,"get a new link...sockfd: %d,clientip: %s,clientport: %d",sockfd,clientip,clientport);//构建任务TASK t(sockfd,clientip,clientport); //将任务放进线程池里,线程就会到线程池里去执行任务。ThreadPool<TASK>::GetInstance()->Push(t);}}void Service(int &sockfd,const std::string &clientip,uint16_t &clientport){char inbuffer[1024];while(true){ssize_t n=read(sockfd,inbuffer,sizeof(inbuffer));if(n>0){inbuffer[n]=0;std::cout<<"client say# "<<inbuffer<<std::endl;//加工处理一下std::string echo_string="tcpserver加工处理数据：";echo_string+=inbuffer;//将加工处理的数据发送会去write(sockfd,echo_string.c_str(),echo_string.size());}else if(n==0)//如果没有用户连接了，那么就会读到0.服务器端也就不要再读了{lg(Info,"%s:%d quit, server close sockfd: %d",clientip.c_str(),clientport,sockfd);break;}else{lg(Fatal,"read errno: %d, errstring: %s",errno,strerror(errno));}}}~Tcpserver(){}private:int _listensock;//监听套接字只有一个，监听套接字用来不断获取新的连接。返回新的套接字std::string _ip;uint16_t _port;
};

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>void Usage(std::string proc)
{std::cout<<"\n\rUsage: "<<proc<<" port[1024+]\n"<<std::endl;
}
//./tcpclient ip port
int main(int args,char* argv[])
{if(args!=3){Usage(argv[0]);exit(1);}std::string serverip=argv[1];uint16_t serverport = std::stoi(argv[2]);struct sockaddr_in server;socklen_t len=sizeof(server);server.sin_family=AF_INET;server.sin_port=htons(serverport);inet_pton(AF_INET,serverip.c_str(),&server.sin_addr);while(true){//创建套接字int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd<0){std::cout<<"create sockfd err "<<std::endl;}//创建套接字成功，创建完套接字后该干什么?//连接服务器端的套接字，所以客户端用户需要知道服务器端的网络信息的int cnt=10;bool isreconnect=false;do{ int n=connect(sockfd,(struct sockaddr*)&server,len);if(n<0)//服务器关闭了，肯定会连接失败{isreconnect=true;cnt--;std::cout<<"connect sock err...,cnt: "<<cnt<<std::endl;sleep(12);}else//重连成功了{break;}}while(cnt&&isreconnect);//连接成功//连接成功后，就可以直接通信了，就可以直接给对方写消息了。if(cnt==0){std::cerr<<"user offline.."<<std::endl;break;//用户直接不玩了}std::string message;std::cout<<"Please enter#";getline(std::cin,message);//往套接字里写int n=write(sockfd,message.c_str(),message.size());if(n<0)//服务器端会将该套接字关闭，然后就写不进去了。需要重新创建套接字连接{std::cerr<<"write error..."<<std::endl;continue;}char outbuffer[1024];//接收服务器发送的加工处理消息n=read(sockfd,outbuffer,sizeof(outbuffer));if(n>0){outbuffer[n]=0;std::cout<<outbuffer<<std::endl;}close(sockfd);}return 0;}