UNP CH13 守护进程与 inetd 超级服务器

unix

守护进程（daemon）是在后台运行且不与任何控制终端关联的进程。

守护进程有多种启动方法：
* 在系统启动阶段，由系统初始化脚本启动
* 许多网络服务器由 inetd 超级服务器启动
* cron 守护进程按照规则定期执行一些程序，由它启动执行的程序同样作为守护进程运行
* at 命令用于指定将来某个时刻的程序执行
* 从用户终端或在前台或在后台启动（这种做法通常用于测试）

因为守护进程没有控制终端，当有事件发生时需要由输出消息的某种方法可用。 syslog 函数是输出这些消息的标准方法，它把这些消息发送给 syslogd 守护进程

syslogd 守护进程

Unix 系统中的 syslogd 守护进程通常由某个系统初始化脚本启动，而且在系统工作期间一直运行，用于接受并处理日志信息。

启动时执行以下步骤：
1. 读取配置文件
2. 创建一个 Unix 域数据报套接字，给他捆绑路径名 /var/run/log
3. 创建一个 UDP 套接字， 给它捆绑端口 514 （syslog 服务使用的端口）
4. 打开路径名 /dev/klog ， 来自内核中的任何出错信息看着像是这个设备的输入

之后 syslogd 守护进程在一个无限循环中运行： 调用 select 以等待它的三个描述符之一变为可读，并按照配置文件进行处理。如果收到 SIGHUP 信号，则重新读取配置文件。

syslog 函数

因为守护进程没有控制终端，所以它们不能把消息 fprintf 到 stderr 上。从守护进程中登记消息的常用技巧就是调用 syslog 函数

#include <syslog.h>
void syslog(int priority, const char *message, ...);

其中 priority 参数是 级别（level）和 设施（facility）两者的结合。message 参数类似 printf 的格式串，增设了%m规范，它将被替换成与当前 errno 值对应的出错信息：
syslog(LOG_INFO | LOG_LOCAL2, "rename(%s, %s): %m", file1, fil2)

当 syslog 被应用进程首次调用时，它创建一个 Unix 域数据报套接字，然后调用 connect 连接到由 syslogd 守护进程创建的 Unix 域数据报套接字的众所周知路径名。这个套接字一直保持打开，直到进程终止为止。作为替换，进程也可以调用 openlog 和 closelog：

#include <syslog.h>
void openlog(const char *ident, int options, int facility);
void closelog(void);

openlog 可以在首次调用 syslog 前调用， closelog 可以在应用进程不再需要发送日志消息时调用。

daemon_init 函数

讨论完守护进程输出消息的方法，我们是时候来看看怎么把一个普通进程变为守护进程了。

如果只是让前台任务变为后台任务，那我们只需要在命令的尾部加上符号& 即可：
node server.js &

但这样做只是变为后台任务，并不是变成守护进程。它继承了当前 session 的标准输出和标准错误，并且不继承标准输入。同时还会在用户退出 session 时因接受到 SIGHUP 信号而退出。这样看来，将普通进程转变为守护进程还是有很多细节要考虑的。

我们来看一下 daemon_init 函数是怎么完成这个任务的：

#include    "unp.h"
#include    <syslog.h>
#define MAXFD   64
extern int  daemon_proc;    /* defined in error.c */
int daemon_init(const char *pname, int facility)
{
    int     i;
    pid_t   pid;
    if ( (pid = Fork()) < 0)
        return (-1);
    else if (pid)
        _exit(0);           /* 终止父进程 */
    /* 下面由子进程 1 执行 */
    // 因为子进程继承了父进程的进程组ID，故不是当前进程组的头进程，可以调用setsid
    if (setsid() < 0)           /* 成为会话的头进程 */
        return (-1);
    // 会话头进程终止时，会话中的所有进程都会收到 SIGHUP 信号然后终止
    Signal(SIGHUP, SIG_IGN);    /* 屏蔽SIGHUP信号 */
    if ( (pid = Fork()) < 0)    /* 再次fork，避免头进程自动获得控制终端的问题 */
        return (-1);
    else if (pid)
        _exit(0);           /* 终止子进程 1 */
    /* 下面由子进程 2 执行 */
    daemon_proc = 1;            /* for err_XXX() functions */
    chdir("/");             /* 修改工作目录，避免无法 unmount */
    // 因为fork会继承fd, 关闭所有的文件描述符，包括stdin,stdout,stderr
    for (i = 0; i < MAXFD; i++)
        close(i);
    // 将stdin, stdout, stderr 重定向到 /dev/null
    open("/dev/null", O_RDONLY);    /* fd依次为0，1，2 */
    open("/dev/null", O_RDWR);
    open("/dev/null", O_RDWR);
    openlog(pname, LOG_PID, facility);  /* 调用openlog,将日志发送给syslogd */
    return (0);             /* success */
}

大致步骤为：调用 fork 以转到后台运行，调用 setsid 建立一个新的 POSIX 会话并成为会话头进程，再次 fork 以避免无意中获得新的控制终端，改变工作目录和文件创建模式掩码，最后关闭所有非必要的描述符。

inetd 守护进程

Inter 守护进程作为一个超级服务器，用单个进程为多个服务等待外来的客户请求，以此取代每个服务一个进程的做法，减少了系统中的进程总数。

下面是 inetd 守护进程的工作流程：
核心是使用 select 等待多个套接字描述符，之后使用 exec 执行服务器程序

需要注意的是，fork 出子进程处理服务请求时，子进程调用 dup2 三次，把这个待处理套接字的描述符复制到描述符0、1和2，然后关闭原套接字描述符。

因为替一个 TCP 服务器调用 accept 的进程是 inetd，由 inetd 启动的真正服务器通常通过调用 getpeername 获取客户的 IP 地址和端口号。

inetd 通常不适用于服务密集型的服务器（如Web 服务器），相比于标准的并发服务器只有一个 fork 的开销，inetd 启动的服务器开销为一个 fork + exec

Node 相关

对于 Node 应用，有不少优秀的 npm 包可供使用。
如简单的用于文件变化时自动重启进程的 nodemon
保证进程退出时能自动重启，同时能作为服务进程启动的 forever
以及功能强大，甚至能实时收集日志和监控的 pm2