python守护进程

1、python里面怎么实现守护进程

#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8
# description: 一个守护进程的简单包装类, 具备常用的start|stop|restart|status功能, 使用方便
#             需要改造为守护进程的程序只需要重写基类的run函数就可以了
# usage: 启动: python daemon_class.py start
#       关闭: python daemon_class.py stop
#       状态: python daemon_class.py status
#       重启: python daemon_class.py restart
#       查看: ps -axj | grep daemon_class

import atexit
import os
import sys
import time
import signal


class CDaemon:
    '''
    a generic daemon class.
    usage: subclass the CDaemon class and override the run() method
    stderr  表示错误日志文件绝对路径, 收集启动过程中的错误日志
    verbose 表示将启动运行过程中的异常错误信息打印到终端,便于调试,建议非调试模式下关闭, 默认为1, 表示开启
    save_path 表示守护进程pid文件的绝对路径
    '''

    def __init__(self, save_path, stdin=os.devnull, stdout=os.devnull, stderr=os.devnull, home_dir='.', umask=022, verbose=1):
        self.stdin = stdin
        self.stdout = stdout
        self.stderr = stderr
        self.pidfile = save_path  # pid文件绝对路径
        self.home_dir = home_dir
        self.verbose = verbose  # 调试开关
        self.umask = umask
        self.daemon_alive = True

    def daemonize(self):
        try:
            pid = os.fork()
            if pid > 0:
                sys.exit(0)
        except OSError, e:
            sys.stderr.write('fork #1 failed: %d (%s)\n' % (e.errno, e.strerror))
            sys.exit(1)

        os.chdir(self.home_dir)
        os.setsid()
        os.umask(self.umask)

        try:
            pid = os.fork()
            if pid > 0:
                sys.exit(0)
        except OSError, e:
            sys.stderr.write('fork #2 failed: %d (%s)\n' % (e.errno, e.strerror))
            sys.exit(1)

        sys.stdout.flush()
        sys.stderr.flush()

        si = file(self.stdin, 'r')
        so = file(self.stdout, 'a+')
        if self.stderr:
            se = file(self.stderr, 'a+', 0)
        else:
            se = so

        os.dup2(si.fileno(), sys.stdin.fileno())
        os.dup2(so.fileno(), sys.stdout.fileno())
        os.dup2(se.fileno(), sys.stderr.fileno())

        def sig_handler(signum, frame):
            self.daemon_alive = False

        signal.signal(signal.SIGTERM, sig_handler)
        signal.signal(signal.SIGINT, sig_handler)

        if self.verbose >= 1:
            print 'daemon process started ...'

        atexit.register(self.del_pid)
        pid = str(os.getpid())
        file(self.pidfile, 'w+').write('%s\n' % pid)

    def get_pid(self):
        try:
            pf = file(self.pidfile, 'r')
            pid = int(pf.read().strip())
            pf.close()
        except IOError:
            pid = None
        except SystemExit:
            pid = None
        return pid

    def del_pid(self):
        if os.path.exists(self.pidfile):
            os.remove(self.pidfile)

    def start(self, *args, **kwargs):
        if self.verbose >= 1:
            print 'ready to starting ......'
        # check for a pid file to see if the daemon already runs
        pid = self.get_pid()
        if pid:
            msg = 'pid file %s already exists, is it already running?\n'
            sys.stderr.write(msg % self.pidfile)
            sys.exit(1)
        # start the daemon
        self.daemonize()
        self.run(*args, **kwargs)

    def stop(self):
        if self.verbose >= 1:
            print 'stopping ...'
        pid = self.get_pid()
        if not pid:
            msg = 'pid file [%s] does not exist. Not running?\n' % self.pidfile
            sys.stderr.write(msg)
            if os.path.exists(self.pidfile):
                os.remove(self.pidfile)
            return
        # try to kill the daemon process
        try:
            i = 0
            while 1:
                os.kill(pid, signal.SIGTERM)
                time.sleep(0.1)
                i = i + 1
                if i % 10 == 0:
                    os.kill(pid, signal.SIGHUP)
        except OSError, err:
            err = str(err)
            if err.find('No such process') > 0:
                if os.path.exists(self.pidfile):
                    os.remove(self.pidfile)
            else:
                print str(err)
                sys.exit(1)
            if self.verbose >= 1:
                print 'Stopped!'

    def restart(self, *args, **kwargs):
        self.stop()
        self.start(*args, **kwargs)

    def is_running(self):
        pid = self.get_pid()
        # print(pid)
        return pid and os.path.exists('/proc/%d' % pid)

    def run(self, *args, **kwargs):
        'NOTE: override the method in subclass'
        print 'base class run()'


class ClientDaemon(CDaemon):
    def __init__(self, name, save_path, stdin=os.devnull, stdout=os.devnull, stderr=os.devnull, home_dir='.', umask=022, verbose=1):
        CDaemon.__init__(self, save_path, stdin, stdout, stderr, home_dir, umask, verbose)
        self.name = name  # 派生守护进程类的名称

    def run(self, output_fn, **kwargs):
        fd = open(output_fn, 'w')
        while True:
            line = time.ctime() + '\n'
            fd.write(line)
            fd.flush()
            time.sleep(1)
        fd.close()

if __name__ == '__main__':
    help_msg = 'Usage: python %s <start|stop|restart|status>' % sys.argv[0]
    if len(sys.argv) != 2:
        print help_msg
        sys.exit(1)
    p_name = 'clientd'  # 守护进程名称
    pid_fn = '/tmp/daemon_class.pid'  # 守护进程pid文件的绝对路径
    log_fn = '/tmp/daemon_class.log'  # 守护进程日志文件的绝对路径
    err_fn = '/tmp/daemon_class.err.log'  # 守护进程启动过程中的错误日志,内部出错能从这里看到
    cD = ClientDaemon(p_name, pid_fn, stderr=err_fn, verbose=1)

    if sys.argv[1] == 'start':
        cD.start(log_fn)
    elif sys.argv[1] == 'stop':
        cD.stop()
    elif sys.argv[1] == 'restart':
        cD.restart(log_fn)
    elif sys.argv[1] == 'status':
        alive = cD.is_running()
        if alive:
            print 'process [%s] is running ......' % cD.get_pid()
        else:
            print 'daemon process [%s] stopped' % cD.name
    else:
        print 'invalid argument!'
        print help_msg

　　

2、守护进程编写步骤：

1. fork子进程，而后父进程退出，此时子进程会被init进程接管。
2. 修改子进程的工作目录、创建新进程组和新会话、修改umask。
3. 子进程再次fork一个进程，这个进程可以称为孙子进程，而后子进程退出。
4. 重定向孙子进程的标准输入流、标准输出流、标准错误流到/dev/null。

3、守护进程几个重要点

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。

umask权限掩码

我们知道，在Linux中，任何一个文件都有读（read）、写（write）和执行（execute）的三种使用权限。其中，读的权限用数字4代表，写权限是2，执行权限是1。命令ls -l可以查看文件权限，r/w/x分别表示具有读/写/执行权限。

任何文件，也都有用户（User）,用户组（Group）,其他组（Others）三种身份权限。一般用3个数字表示文件权限， 例如754：

1. 7，是User权限，即文件拥有者权限
2. 5，是Group权限，拥有者所在用户组的组员所具有的权限
3. 4，是Others权限，即其他组用户的权限啦 而umask是为了控制默认权限，防止新建文件或文件夹具有全权。

系统一般默认为022（使用命令umask查看），表示默认创建文件的权限是644，文件夹是755。你应该可以看出它们的规律，就是文件权限和umask的相加结果为666（笑），文件夹权限和umask的相加结果为777。

进程组

每个进程都属于一个进程组（PG,Process Group），进程组可以包含多个进程。 进程组有一个进程组长（Leader），进程组长的ID（PID, Process ID）就作为整个进程组的ID（PGID,Process Groupd ID）。

会话组

登陆终端时，就会创造一个会话，多个进程组可以包含在一个会话中。而创建会话的进程，就是会话组长。 已经是会话组长的进程，不可以再调用setsid()方法创建会话。因此，上面代码中，子进程可以调用setsid()，而父进程不能，因为它本身就是会话组长。 另外，sh（Bourne Shell）不支持会话机制，因为会话机制需要shell支持工作控制（Job Control）。

守护进程与后台进程

1. 通过&符号，可以把命令放到后台执行。它与守护进程是不同的：
2. 守护进程与终端无关，是被init进程收养的孤儿进程；而后台进程的父进程是终端，仍然可以在终端打印
3. 守护进程在关闭终端时依然坚挺；而后台进程会随用户退出而停止，除非加上nohup
4. 守护进程改变了会话、进程组、工作目录和文件描述符，后台进程直接继承父进程（shell）的

重定向孙子进程的标准输入流、标准输出流、标准错误流到/dev/null

因为是守护进程，本身已经脱离了终端，那么标准输入流、标准输出流、标准错误流就没有什么意义了。所以都转向到/dev/null，就是都丢弃的意思。