Python がデーモン プロセスを実装する方法の例

デーモン: 通常、バックグラウンド プロセスとして定義され、どのターミナル セッションにも属しません。ネットワーク サービスや印刷など、多くのシステム サービスはデーモンによって実装されます。 次の記事では、Python がデーモン プロセスを実装する方法の例を紹介します。必要な方は参照してください。

シナリオ設定:

Python サービス プログラムを作成してコマンド ラインから開始すると、コマンド ライン セッションはターミナルによって制御され、Python サービスはターミナル プログラムのサブプロセスになります。したがって、ターミナルを閉じると、コマンド ライン プログラムも閉じられます。

ターミナルの影響を受けずに Python サービスをシステム内で永続的にするには、Python サービスをデーモン プロセスに変える必要があります。

デーモンプロセスは、システムのバックグラウンドで実行されるプログラムであり、制御端末から独立して、いくつかの定期的なタスクを実行したり、イベントをトリガーしたりします。 "、一般的な httpd、syslogd、systemd、dockerd など。

コードの実装

Python はデーモン プロセスを非常に簡単に実装できます。コードと対応するコメントを以下に示します。

# 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)

デーモン プロセスの作成手順を要約します。 子プロセスをフォークし、親プロセスを終了します

1. 子プロセスは、作業ディレクトリ (chdir)、ファイル許可マスク (umask)、プロセス グループおよびセッション グループ (setsid) を変更します

2. 子プロセスは、孫プロセスと子プロセスを終了します プロセス

3. 孫プロセスはバッファを更新し、標準入出力/エラーをリダイレクトします (通常は /dev/null、つまり破棄されます)

4. (オプション) pid がファイルに書き込まれます

5. 
   

いくつかの重要なポイントを理解する

なぜ 2 回フォークするのか

最初のフォークは、端末制御のクラッチから逃れるためです。親プロセスが終了する理由は、ターミナルが閉じるときにキーボードを押すかシグナルを送信し、親プロセスが自殺した後、フォークされた子プロセスが孤立プロセスになり、init プロセスに引き継がれるためです。オペレーティング システムの制御を終了するため、端末の制御を離れます。

Linux は「すべてがファイルである」ファイル記述子は、開いているファイルに対してカーネルによって作成されるインデックスであり、通常は非負の整数です。プロセスは、ファイル記述子を通じて IO 操作を実行します。

Linux では、どのファイルにも読み取り (読み取り)、書き込み (書き込み)、実行 (実行) の 3 つの権限があることがわかっています。このうち、読み取り権限は番号 4、書き込み権限は 2、実行権限は 1 で表されます。ファイル権限は ls -l コマンドで確認できます。r/w/x は、それぞれ読み取り/書き込み/実行権限があることを意味します。

7、ユーザー権限、つまりファイル所有者の権限

各プロセスはプロセスグループ(PG、プロセスグループ)に属しており、プロセスグループには複数のプロセスを含めることができます。 プロセスグループにはプロセスリーダー(Leader)があり、プロセスリーダーのID(PID、Process ID)がプロセスグループ全体のID(PGID、Process Groupd ID)として使用されます。

セッショングループ

ターミナルにログインすると、1つのセッションに複数のプロセスグループを含めることができます。セッションを作成するプロセスがセッション リーダーです。 すでにセッション リーダーであるプロセスは、setsid() メソッドを呼び出してセッションを作成できません。したがって、上記のコードでは、子プロセスは setid() を呼び出すことができますが、親プロセスはセッション リーダーであるため、呼び出すことができません。

さらに、sh (Bourne Shell) はセッションメカニズムをサポートしていません。これは、セッションメカニズムではシェルがジョブ制御 (Job Control) をサポートする必要があるためです。

&記号を使用すると、コマンドをバックグラウンドで実行できます。デーモンとは異なります:

1. デーモンプロセスはターミナルとは何の関係もなく、initプロセスによって採用された孤立プロセスです。バックグラウンドプロセスの親プロセスはターミナルですが、それでもターミナル上で印刷できます

2. nohup が追加されない限り、バックグラウンド プロセスは強力なままです。バックグラウンド プロセスは、セッション、プロセス グループ、作業ディレクトリ、およびファイル記述子を直接継承します。親プロセス（シェル） つまりデーモンプロセス 黙々と働く将来有望な若者たちであり、裏プロセスは父の資産を黙々と受け継ぐ金持ちの二世たち。

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