一，守護程式概述
Linux Daemon（守護程式）是執行在後臺的一種特殊程式。它獨立於控制終端並且週期性地執行某種任務或等待處理某些發生的事件。它不需要使用者輸入就能執行而且提供某種服務，不是對整個系統就是對某個使用者程式提供服務。Linux系統的大多數伺服器就是通過守護程式實現的。常見的守護程式包括系統日誌程式syslogd、 web伺服器httpd、郵件伺服器sendmail和資料庫伺服器mysqld等。
守護程式一般在系統啟動時開始執行，除非強行終止，否則直到系統關機都保持執行。守護程式經常以超級使用者（root）許可權執行，因為它們要使用特殊的埠（1-1024）或訪問某些特殊的資源。
一個守護程式的父程式是init程式，因為它真正的父程式在fork出子程式後就先於子程式exit退出了，所以它是一個由init繼承的孤兒程式。守護程式是非互動式程式，沒有控制終端，所以任何輸出，無論是向標準輸出裝置stdout還是標準出錯裝置stderr的輸出都需要特殊處理。
守護程式的名稱通常以d結尾，比如sshd、xinetd、crond等
二，建立守護程式步驟
首先我們要了解一些基本概念：
程式組 ：
- 每個程式也屬於一個程式組
- 每個程式主都有一個程式組號，該號等於該程式組組長的PID號 .
- 一個程式只能為它自己或子程式設定程式組ID號
會話期：
會話期(session)是一個或多個程式組的集合。
setsid()函式可以建立一個對話期：
如果，呼叫setsid的程式不是一個程式組的組長，此函式建立一個新的會話期。
(1)此程式變成該對話期的首程式
(2)此程式變成一個新程式組的組長程式。
(3)此程式沒有控制終端，如果在呼叫setsid前，該程式有控制終端，那麼與該終端的聯絡被解除。 如果該程式是一個程式組的組長，此函式返回錯誤。
(4)為了保證這一點，我們先呼叫fork()然後exit()，此時只有子程式在執行
現在我們來給出建立守護程式所需步驟：
編寫守護程式的一般步驟步驟：
（1）在父程式中執行fork並exit推出；
（2）在子程式中呼叫setsid函式建立新的會話；
（3）在子程式中呼叫chdir函式，讓根目錄 ”/” 成為子程式的工作目錄；
（4）在子程式中呼叫umask函式，設定程式的umask為0；
（5）在子程式中關閉任何不需要的檔案描述符
說明：
1. 在後臺執行。
為避免掛起控制終端將Daemon放入後臺執行。方法是在程式中呼叫fork使父程式終止，讓Daemon在子程式中後臺執行。
if(pid=fork())
exit(0);//是父程式，結束父程式，子程式繼續
2. 脫離控制終端，登入會話和程式組
有必要先介紹一下Linux中的程式與控制終端，登入會話和程式組之間的關係：程式屬於一個程式組，程式組號（GID）就是程式組長的程式號（PID）。登入會話可以包含多個程式組。這些程式組共享一個控制終端。這個控制終端通常是建立程式的登入終端。
控制終端，登入會話和程式組通常是從父程式繼承下來的。我們的目的就是要擺脫它們，使之不受它們的影響。方法是在第1點的基礎上，呼叫setsid()使程式成為會話組長：
setsid();
說明：當程式是會話組長時setsid()呼叫失敗。但第一點已經保證程式不是會話組長。setsid()呼叫成功後，程式成為新的會話組長和新的程式組長，並與原來的登入會話和程式組脫離。由於會話過程對控制終端的獨佔性，程式同時與控制終端脫離。
3. 禁止程式重新開啟控制終端
現在，程式已經成為無終端的會話組長。但它可以重新申請開啟一個控制終端。可以通過使程式不再成為會話組長來禁止程式重新開啟控制終端：
if(pid=fork())
exit(0);//結束第一子程式，第二子程式繼續（第二子程式不再是會話組長）
4. 關閉開啟的檔案描述符
程式從建立它的父程式那裡繼承了開啟的檔案描述符。如不關閉，將會浪費系統資源，造成程式所在的檔案系統無法卸下以及引起無法預料的錯誤。按如下方法關閉它們：
for(i=0;i 關閉開啟的檔案描述符close(i);>
5. 改變當前工作目錄
程式活動時，其工作目錄所在的檔案系統不能卸下。一般需要將工作目錄改變到根目錄。對於需要轉儲核心，寫執行日誌的程式將工作目錄改變到特定目錄如/tmpchdir("/")
6. 重設檔案建立掩模
程式從建立它的父程式那裡繼承了檔案建立掩模。它可能修改守護程式所建立的檔案的存取位。為防止這一點，將檔案建立掩模清除：umask(0);
7. 處理SIGCHLD訊號
處理SIGCHLD訊號並不是必須的。但對於某些程式，特別是伺服器程式往往在請求到來時生成子程式處理請求。如果父程式不等待子程式結束，子程式將成為殭屍程式（zombie）從而佔用系統資源。如果父程式等待子程式結束，將增加父程式的負擔，影響伺服器程式的併發效能。在Linux下可以簡單地將SIGCHLD訊號的操作設為SIG_IGN。
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
這樣，核心在子程式結束時不會產生殭屍程式。這一點與BSD4不同，BSD4下必須顯式等待子程式結束才能釋放殭屍程式。
三，建立守護程式
在建立之前我們先了解setsid()使用：
#include <unistd.h>
pid_t setsid(void);
DESCRIPTION
setsid() creates a new session if the calling process is not a process
group leader. The calling process is the leader of the new session,
the process group leader of the new process group, and has no control-
ling tty. The process group ID and session ID of the calling process
are set to the PID of the calling process. The calling process will be
the only process in this new process group and in this new session.
//呼叫程式必須是非當前程式組組長，呼叫後，產生一個新的會話期，且該會話期中只有一個程式組，且該程式組組長為呼叫程式，沒有控制終端，新產生的group ID 和 session ID 被設定成呼叫程式的PID
RETURN VALUE
On success, the (new) session ID of the calling process is returned.
On error, (pid_t) -1 is returned, and errno is set to indicate the
error.
現在根據上述步驟建立一個守護程式：
以下程式是建立一個守護程式，然後利用這個守護程式每個一分鐘向daemon.log檔案中寫入當前時間
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <fcntl.h> #include <string.h> #include <sys/stat.h> #define ERR_EXIT(m) \ do\ {\ perror(m);\ exit(EXIT_FAILURE);\ }\ while (0);\ void creat_daemon(void); int main(void) { time_t t; int fd; creat_daemon(); while(1){ fd = open("daemon.log",O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0644); if(fd == -1) ERR_EXIT("open error"); t = time(0); char *buf = asctime(localtime(&t)); write(fd,buf,strlen(buf)); close(fd); sleep(60); } return 0; } void creat_daemon(void) { pid_t pid; pid = fork(); if( pid == -1) ERR_EXIT("fork error"); if(pid > 0 ) exit(EXIT_SUCCESS); if(setsid() == -1) ERR_EXIT("SETSID ERROR"); chdir("/"); int i; for( i = 0; i < 3; ++i) { close(i); open("/dev/null", O_RDWR); dup(0); dup(0); } umask(0); return; }
結果：
結果顯示：當我一普通使用者執行a.out時，程式表中並沒有出現新建立的守護程式，但當我以root使用者執行時，成功了，並在/目錄下建立了daemon.log檔案，cat檢視後確實每個一分鐘寫入一次。為什麼只能root執行，那是因為當我們建立守護程式時，已經將當前目錄切換我/目錄，所以當我之後建立daemon.log檔案是其實是在/目錄下，那肯定不行，因為普通使用者沒有許可權，或許你會問那為啥沒報錯呢？其實是有出錯，只不過我們在建立守護程式時已經將標準輸入關閉並重定向到/dev/null，所以看不到錯誤資訊。
四，利用庫函式daemon()建立守護程式
其實我們完全可以利用daemon()函式建立守護程式，其函式原型：
#include <unistd.h>
int daemon(int nochdir, int noclose);
DESCRIPTION
The daemon() function is for programs wishing to detach themselves from
the controlling terminal and run in the background as system daemons.
If nochdir is zero, daemon() changes the process’s current working
directory to the root directory ("/"); otherwise,
If noclose is zero, daemon() redirects standard input, standard output
and standard error to /dev/null; otherwise, no changes are made to
these file descriptors.
功能：建立一個守護程式
引數：
nochdir：=0將當前目錄更改至“/”
noclose：=0將標準輸入、標準輸出、標準錯誤重定向至“/dev/null”
返回值：
成功：0
失敗：-1
現在我們利用daemon()改寫剛才那個程式：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <fcntl.h> #include <string.h> #include <sys/stat.h> #define ERR_EXIT(m) \ do\ {\ perror(m);\ exit(EXIT_FAILURE);\ }\ while (0);\ void creat_daemon(void); int main(void) { time_t t; int fd; if(daemon(0,0) == -1) ERR_EXIT("daemon error"); while(1){ fd = open("daemon.log",O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0644); if(fd == -1) ERR_EXIT("open error"); t = time(0); char *buf = asctime(localtime(&t)); write(fd,buf,strlen(buf)); close(fd); sleep(60); } return 0; }
當daemon(0,0)時：
結果同剛才一樣，也是隻有root才能成功，普通使用者執行時看不到錯誤資訊
現在讓daemon(0,1)，就是不關閉標準輸入輸出結果：
可以看到錯誤資訊
現在讓daemon(1,0),就是不重定向，結果如下：
這次普通使用者執行成功了，以為沒有切換到/目錄下，有許可權
其實我們可以利用我們剛才寫的建立守護程式程式預設daemon()實現：
程式碼如下：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <fcntl.h> #include <string.h> #include <sys/stat.h> #define ERR_EXIT(m) \ do\ {\ perror(m);\ exit(EXIT_FAILURE);\ }\ while (0);\ void creat_daemon(int nochdir, int noclose); int main(void) { time_t t; int fd; creat_daemon(0,0); while(1){ fd = open("daemon.log",O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0644); if(fd == -1) ERR_EXIT("open error"); t = time(0); char *buf = asctime(localtime(&t)); write(fd,buf,strlen(buf)); close(fd); sleep(60); } return 0; } void creat_daemon(int nochdir, int noclose) { pid_t pid; pid = fork(); if( pid == -1) ERR_EXIT("fork error"); if(pid > 0 ) exit(EXIT_SUCCESS); if(setsid() == -1) ERR_EXIT("SETSID ERROR"); if(nochdir == 0) chdir("/"); if(noclose == 0){ int i; for( i = 0; i < 3; ++i) { close(i); open("/dev/null", O_RDWR); dup(0); dup(0); } umask(0); return; }