Что такое демоны и службы в программировании
Это маленькие программы, которые работают в фоновом режиме
Иногда в разговорах программистов и системных администраторов можно услышать такие фразы: «А ты в курсе, что у тебя демон перестал работать?» или «Слушай, за это вообще другая служба отвечает, надо именно её запускать». Рассказываем, что это значит.
Что такое демоны
Демон (daemon) — это программа в UNIX-системах, которая постоянно работает фоном и выполняет какую-то одну свою задачу. UNIX-системы — это сам Unix, Linux, BSD, Solaris, MacOS и ещё много других. Про Юникс мы расскажем отдельно.
Чаще всего демоны запускаются при старте системы и работают всё время, пока работает компьютер или сервер.
У демонов обычно нет графического интерфейса, а чтобы управлять демонами, используют командную строку, файлы с настройками или специальные программы, которые отправляют демону нужные команды. Более того, демоны проектируются именно так, чтобы сидеть на фоне и не отсвечивать: если вам пришлось настраивать демонов, вы вряд ли будете читать эту статью.
Что такое службы
Службы — это то же самое, что и демоны, только в Windows.
Для управления службами в Windows сделали специальные инструменты — панель управления службами и оснастки. Панель позволяет управлять службами в целом, а оснастки — задавать тонкие настройки процессам в отдельности. Оба этих инструмента помогают смотреть и настраивать службы не через консоль, а с помощью графического интерфейса и окон.
Зачем нужны демоны и службы
Каждая из таких программ отвечает за свой участок работ:
Получается, что демоны — это как работники в гипермаркете: одни следят за выкладкой, вторые работают на кассе, третьи следят за чистотой, четвёртые разгружают и так далее. У каждого своя специализация и фронт работ.
Агенты загрузки и объекты автозапуска
Часто демонов путают с Launch Agents и Startup Items (на MacOS и Windows соответственно). Это общее название программ, которые запускаются при запуске компьютера и входе в систему. Но, в отличие от демонов, у этих агентов может быть графический интерфейс. Например, если при входе в систему автоматически запускается торрент-клиент или приложение для VPN, то это агенты загрузки. Вы можете ими пользоваться.
А демоны невидимы и просто делают так, чтобы компьютер работал — порты пробрасывались, сокеты открывались, данные туда-сюда ходили, жёсткие диски были видны и т. д. Можно сказать, что агенты загрузки — это ваши полезные привычки; а демоны — это ваши инстинкты.
Уровни доступа и разрешения
В UNIX-системах есть довольно строгое разделение, что можно и нельзя делать на разных уровнях допуска. Например, если ты пользователь без администраторских прав, ты не можешь просто так залезть в папку к другому пользователю компьютера и посмотреть, что там у него лежит. Поэтому если вы зашли в систему со своим логином и паролем и запустили веб-сервер, то он сможет веб-серверить только опираясь на ваши собственные файлы.
Демоны в UNIX-системах обычно запускаются на уровне системных и служебных пользователей, то есть живут над обычными пользователями, которые садятся и вводят свой логин и пароль. Вы ещё не залогинились, а демоны уже шуршат портами.
А вот когда вы вошли, то и ваш скрипт автозапуска при логине может запустить других демонов. Они уже, в свою очередь, запускаются на уровне вашего пользователя, и им в системе можно ровно то, что можно вам.
Антивирусы — это демоны?
У антивирусов может быть глубокая системная часть, которая защищает вашу систему на глубочайшем уровне, и это будет демон. Также у антивируса может быть приложение с интерфейсом — это будет просто приложение. Приложение может общаться с демоном, но если вы выйдете из приложения, демон продолжит работать фоном.
Можно ли сделать собственного демона?
Да, можно. Потом нужно будет поковыряться в конфигах системы, чтобы научить её запускать вашего демона с нужными правами доступа. Но в целом ничто не мешает.
Например, если у вас на предприятии используется ультрасекретная система выключения экрана при отводе глаз, то можно написать демона: он будет через камеру следить за глазами и чуть что — выключать монитор. И это будет работать вне зависимости от того, зашёл пользователь в систему или просто мимо проходил.
Почему такое название?
Слово заимствовано из латинского daemon, а оно, в свою очередь, из древнегреческого. И у тех и у других слово означало любого духа: злого, доброго, главное — сверхъестественного. Программы-демоны ровно так и работают: на фоне и незаметно.
В русский язык слово «демон» пришло из греческого именно в значении «злой дух», а в русский айтишный — из английского. Никакой чертовщины в айтишных демонах не предусмотрено.
Демон (программа)
Де́мон (англ. daemon ) — в системах класса UNIX — служба, работающая в фоновом режиме без прямого общения с пользователем.
Демоны обычно запускаются во время загрузки системы. Типичные задачи демонов: серверы сетевых протоколов (HTTP, FTP, электронная почта и др.), управление оборудованием, поддержка очередей печати, управление выполнением заданий по расписанию и т. д. В техническом смысле демоном считается процесс, который не имеет управляющего терминала. Чаще всего (но не обязательно) предком демона является init — корневой процесс UNIX.
В системах Solaris 10 и OpenSolaris для управления демонами используется Service Management Facility.
В системах Windows аналогичный класс программ называется «Службы» (англ. Services ), которые, впрочем, тоже иногда неофициально называют демонами.
Термин
Термин был придуман программистами проекта MAC Массачусетского технологического института, он отсылает к персонажу мысленного эксперимента, демону Максвелла, занимающегося сортировкой молекул в фоновом режиме. [1] Системы UNIX унаследовали данную терминологию.
Термин «даймон» (daemon, dæmon, греч. δαίμων ) также относится к персонажам греческой мифологии, выполняющим задачи, за которые не хотят браться боги. Как утверждается в «Справочнике системного администратора UNIX», в Древней Греции понятие «персональный даймон» было, отчасти, сопоставимо с современным понятием «ангел-хранитель». [2]
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Демон (программа)» в других словарях:
Демон — в UNIX системах программа, выполняющаяся в фоновом режиме и обслуживающая запросы программ клиентов. Обслужив поступивший запрос, демон посылает результаты клиенту и переходит в состояние ожидания следующего запроса. По английски: Daemon См.… … Финансовый словарь
демон — В ОС UNIX фоновый процесс, ждущий задачи для выполнения, скрытая от пользователя программа, вызываемая при выполнении какой либо функции. [http://www.morepc.ru/dict/] Тематики информационные технологии в целом EN daemondemon … Справочник технического переводчика
демон маршрутизации — Непрерывно работающая программа, определяющая сетевые маршруты для передачи данных. Примерами стандартных программ такого типа являются gated и routed. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики сети вычислительные EN routing daemon … Справочник технического переводчика
Демон (значения) — В Викисловаре есть статья «демон» Демон в мифологии стихийный или злой дух. «Демон» (1823) стихотворение А. С. П … Википедия
Демон (unix) — Демон (англ. daemon) в системах класса программа, работающая в фоновом режиме без прямого общения с пользователем. Демоны обычно запускаются во время загрузки системы. Типичные задачи демонов: серверы сетевых протоколов (FTP, электронная почта и… … Википедия
Резидентная программа — (или TSR программа, от англ. Terminate and Stay Resident «завершиться и остаться резидентной») в операционной системе MS DOS программа, вернувшая управление оболочке операционной системы (command.com), либо надстройке над… … Википедия
Sympa (программа) — Sympa Тип Mailing lists Разработчик Christophe Wolfhugel, Serge Aumont, Olivier Salaün, David Verdin Написана на Perl, немного C Операционная система Платфор … Википедия
Операция «Демон» — (англ. Operation Demon) операция по эвакуации британских Союзных войск с территории континентальной Греции, проведенная в ходе Греческой кампании Второй мировой войны британским Королевским флотом в период 24 апреля 1 мая 1941… … Википедия
Salix OS — Salix OS … Википедия
Служба — Служба: Береговая служба; Государственная служба; Военная служба; Внутренняя служба; Гарнизонная служба; Караульная служба; Специальная служба; Служба станкового пулемёта Государственная гражданская служба (в России); Муниципальная служба;… … Википедия
Что такое демоны (daemons) в Linux?
Обновл. 20 Июл 2021 |
В этой статье мы рассмотрим, что такое демоны (и их примеры) в Linux, а также версии происхождения термина «daemon».
Что такое демоны?
Демоны (англ. «daemons») — это работающие в фоновом режиме служебные программы (или процессы), целью которых является мониторинг определенных подсистем ОС и обеспечение её нормальной работы. Например, демон принтера контролирует возможности печати, демон сети контролирует и поддерживает сетевые коммуникации и т.д.
Демоны являются аналогом служб (services) в Windows: они выполняют определенные действия в заранее определенное время или в ответ на определенные события. Существует множество различных демонов, работающих в Linux, каждый из которых создан специально для наблюдения за своей собственной маленькой частью системы. Из-за того, что демоны выполняют основную часть своей работы в фоновом режиме и не находятся под прямым контролем пользователя, бывает трудно определить предназначение того или иного демона.
Так как демон — это процесс, который выполняется в фоновом режиме и обычно находится вне контроля пользователя, то у него нет управляющего терминала.
Процесс — это запущенная программа. В определенный момент времени процесс может либо выполняться, либо ожидать, либо быть «зомби».
В Linux существует три типа процессов:
Процессы переднего плана (или «интерактивные процессы») — это те процессы, которые запускаются пользователем в терминале.
Фоновые процессы (или «автоматические процессы») — это объединенные в список процессы, не подключенные к терминалу; они не ожидают пользовательского ввода данных.
Демоны (англ. «daemons») — это особый тип фоновых процессов, которые запускаются при старте системы и продолжают работать в виде системных служб; они не умирают.
Процессы переднего плана и фоновые процессы не являются демонами, хотя их можно запускать в фоновом режиме и выполнять некоторую работу по мониторингу системы. Для данных типов процессов необходимо участие пользователя, который бы их запускал. В то время как демонам для их запуска пользователь не требуется.
Когда завершается загрузка системы, процесс инициализации системы начинает создавать демоны с помощью метода fork(), устраняя необходимость в терминале (именно это подразумевается под «отсутствием управляющего терминала»).
Я не буду вдаваться в подробности работы метода fork(), отмечу лишь, что, хотя существуют и другие методы, традиционный способ создания дочернего процесса в Linux заключается в создании копии существующего процесса (посредством своеобразного «ответвления»), после чего выполняется системный вызов exec() для запуска другой программы.
Примечание: Термин «fork» не был взят с потолка. Он получил свое название от метода fork() из Стандартной библиотеки языка программирования Си. В языке Си данный метод предназначен для создания новых процессов.
Примеры демонов в Linux
Команда pstree показывает процессы, запущенные в настоящее время в нашей системе, и отображает их в виде древовидной диаграммы. Откройте терминал и введите следующую команду:
Вывод команды pstree — это довольно хорошая иллюстрация того, что происходит с нашей системой. Перед нами появился список всех запущенных процессов, среди которых можно заметить и несколько демонов: cupsd, dbus-daemon, kdekonnectd, packagekitd и некоторые другие.
Вот несколько «популярных» примеров демонов, которые могут работать в вашей системе:
systemd — это системный демон, который (подобно процессу init) является родителем (прямым или косвенным) всех других процессов, и имеет PID=1.
rsyslogd — используется для регистрации системных сообщений. Это более новая версия syslogd, имеющая несколько дополнительных функций.
udisksd — обрабатывает такие операции, как: запрос, монтирование, размонтирование, форматирование или отсоединение устройств хранения данных (жесткие диски, USB-флеш-накопители и пр.).
logind — крошечный демон, который различными способами управляет входами пользователей в систему.
sshd — демон, отвечающий за управление службой SSH. Используется практически на любом сервере, который принимает SSH-соединения.
ftpd — управляет службой FTP. Протокол FTP (сокр. от англ. «File Transfer Protocol») является широко используемым протоколом для передачи файлов между компьютерами, где один компьютер действует как клиент, другой — как сервер.
crond — демон планировщика заданий, зависящих от времени. С его помощью можно выполнять обновление программного обеспечения, проверку системы и пр.
Версии происхождения термина «daemon»
Есть несколько версий происхождения термина «daemon»:
Научная версия: Использование термина «daemon» в вычислительной технике произошло в 1963 году. Project MAC (сокр. от англ. «Project on Mathematics and Computation») — это проект по математике и вычислениям, созданный в Массачусетском технологическом институте. Именно здесь термин «daemon» вошел в обиход для обозначения любого системного процесса, отслеживающего другие задачи и выполняющего предопределенные действия в зависимости от их поведения. Процессы были названы термином «daemons» в честь демона Максвелла.
Примечание: Демон Максвелла — это результат мысленного эксперимента. В 1867 году Джеймс Клерк Максвелл представил себе разумное и изобретательное существо, способное наблюдать и направлять движение отдельных молекул в заданном направлении. Цель мысленного эксперимента состояла в том, чтобы показать возможность противоречия второму закону термодинамики.
Талисман BSD: В операционных системах BSD есть свой талисман — красный чертёнок (этакая игра слов «daemon/demon»). BSD-демона зовут Beastie (Бисти), и его часто можно увидеть с трезубцем, который символизирует системный вызов fork(), активно используемый программами-демонами.
Примечание: «Бисти» по звучанию напоминает BSD (произносится как «Би-Эс-Ди»). При этом beastie является уменьшительной формой от слова beast (зверь).
Теологическая версия: Сторонники данной версии считают, что первоначальной формой произношения слова «daemon» было «daimon», что обозначает (по одной из версий) ангела-хранителя. В то время как «daemon» — помощник, «demon» — злой персонаж из Библии.
Примечание: Также «daemon» иногда произносится как «day-mon» или как рифма к слову «diamond».
Аббревиатура: Некоторые пользователи утверждают, что термин «daemon» является аббревиатурой от «Disk and Execution Monitor».
Поделиться в социальных сетях:
Android – это Linux? Сравнение Android и Linux
Что такое демоны в Linux
Демоны много работают, для того, чтобы вы могли сосредоточится на своем деле. Представьте, что вы пишите статью или книгу. Вы заинтересованны в том, чтобы писать. Удобно, что вам не нужно вручную запускать принтер и сетевые службы, а потом следить за ними весь день для того чтобы убедится, что всё работает нормально.
За это можно благодарить демонов, они делают эту работу за нас. В сегодняшней статье мы рассмотрим что такое демоны в Linux, а также зачем они нужны.
Что такое демоны в понятии Linux
Многие люди, перешедшие в Linux из Windows знают демонов как службы или сервисы. В MacOS термин «Служба» имеет другое значение. Так как MacOS это тоже Unix, в ней испольуются демоны. А службами называются программы, которые находятся в меню Службы.
Демоны выполняют определённые действия в запланированное время или в зависимости от определённых событий. В системе Linux работает множество демонов, и каждый из них предназначен для того чтобы следить за своей небольшой частью операционной системы. Поскольку они не находятся под непосредственным контролем пользователя, они фактически невидимы, но тем не менее необходимы. Поскольку демоны выполняют большую часть своей работы в фоновом режиме, они могут казаться загадочными.
Какие демоны работают на вашем компьютере
Обычно имена процессов демонов заканчиваются на букву d. В Linux принято называть демоны именно так. Есть много способов увидеть работающих демонов. Они попадаются в списке процессов, выводимом утилитами ps, top или htop. Но больше всего для поиска демонов подходит утилита pstree. Эта утилита показывает все процессы, запущенные в вашей системе в виде дерева. Откройте терминал и выполните такую команду:
Вот демоны Linux, которых вы можете здесь увидеть: udisksd, gvfsd, systemd, logind и много других. Список процессов довольно длинный, поэтому он не поместится в одном окне терминала, но вы можете его листать.
Запуск демонов в Linux
В Linux существует три типа процессов: интерактивные, пакетные и демоны. Интерактивные процессы пользователь запускает из командной строки. Пакетные процессы обычно тоже не связанны с терминалом. Они запускаются обычно во время когда на систему минимальная нагрузка и делают свою работу. Это могут быть, например, скрипты резервного копирования или другие подобные обслуживающие сценарии.
Интерактивные и пакетные процессы нельзя считать демонами, хотя их можно запускать в фоновом режиме и они делают определённую работу. Ключевое отличие в том, что оба вида процессов требуют участия человека. Демонам не нужен человек для того чтобы их запускать.
Когда загрузка системы завершается, система инициализации, например, systemd, начинает создавать демонов. Этот процесс называется forking (разветвление). Программа запускается как обычный интерактивный процесс с привязкой к терминалу, но в определённый момент она делится на два идентичных потока. Первый процесс, привязанный к терминалу может выполнятся дальше или завершится, а второй, уже ни к чему не привязанный продолжает работать в фоновом режиме.
Существуют и другие способы ветвления программ в Linux, но традиционно для создания дочерних процессов создается копия текущего. Термин forking появился не из ниоткуда. Его название походит от функции языка программирования Си. Стандартная библиотека Си содержит методы для управления службами, и один из них называется fork. Используется он для создания новых процессов. После создания процесса, процесс, на основе которого был создан демон считается для него родительским процессом.
Когда система инициализации запускает демонов, она просто разделяется на две части. В таком случае система инициализации будет считаться родительским процессом. Однако в Linux есть ещё один метод запуска демонов. Когда процесс создает дочерний процесс демона, а затем завершается. Тогда демон остается без родителя и его родителем становится система инициализации. Важно не путать такие процессы с зомби. Зомби, это процессы, завершившие свою работу и ожидающие пока родительский процесс примет их код выхода.
Примеры демонов в Linux
Как появился термин демон в Linux
Так откуда же взялся этот термин? На первый взгляд может показаться, что у создателей операционной системы просто было искаженное чувство юмора. Но это не совсем так. Это слово появилось в вычислительной технике ещё до появления Unix. А история самого слова ещё более древняя.
Изначально это слово писалось как daimon и означало ангелов хранителей или духов помощников, которые помогали формировать характеры людей. Сократ утверждал, что у него был демон, который ему помогал. Демон Сократа говорил ему когда следует держать язык за зубами. Он рассказал о своем демоне во время суда в 399 году до нашей эры. Так что вера в демонов существует довольно давно. Иногда слово daimon пишется как daemon. Это одно и то же.
Использовать слово демон (daemon) в вычислительной технике начали в 1963 году. Проект Project MAC (Project on Mathematics and Computation) был разработан в Массачусетском технологическом институте. И именно в этом проекте начали использовать слово демон для обозначения любых программ, которые работают в фоновом режиме, следят за состоянием других процессов и выполняют действия в зависимости от ситуации. Эти программы были названы в честь демона Максвелла.
Однако есть и другие варианты значения этого слова. Например это может быть аббревиатура от Disk And Executive MONitor. Хотя первоначальные пользователи термина демон не использовали его для этих целей, так что вариант с аббревиатурой, скорее всего неверный.
Что такое демоны в программировании
— Я и есть демон! Слушай, малыш, в моем мире демоном был бы ты, но в текущий момент я в твоем мире, поэтому демон я.
Роберт Асприн, Другой отличный миф
Демонами в мире Unix традиционно называются процессы, которые не взаимодействуют с пользователем напрямую. У процесса-демона нет управляющего терминала и нет, соответственно, пользовательского интерфейса. Для управления демонами приходится использовать другие программы. Само название «демоны» возникло благодаря тому, что многие процессы этого типа большую часть времени проводят в ожидании какого-то события. Когда это событие наступает, демон активизируется (выпрыгивает, как чертик из табакерки), выполняет свою работу и снова засыпает в ожидании события. Следует отметить, что многие демоны, такие как, например, Web-сервер или сервер баз данных, могут отбирать на себя практически все процессорное время и другие ресурсы системы. Такие демоны гораздо больше работают, чем спят.
Сейчас мы пропустим блок операторов if (argc > 1) <. >(мы вернемся к нему позже) и рассмотрим основные этапы работы демона. Функция BecomeDaemonProcess() превращает обычный консольный процесс Linux в процесс-демон. Функция ConfigureSignalHandlers() настраивает обработчики сигналов процесса-демона, а функция BindPassiveSocket() открывает определеный порт TCP/IP для прослушивания входящих запросов. Далее следует цикл, в котором сервер обрабатывает запросы. Многие сетевые серверы, получив запрос, создают дочерний процесс для его обработки. Таким образом достигается возможность параллельной обработки запросов. Некоторые серверы используют для параллельной обработки запросов потоки. Что касается нашего сервера, то из соображений простоты он обрабатывает запросы в последовательном (блокирующем) режиме. Мы ведь не ожидаем, что наш демонстрационный сервер будет получать много запросов, не так ли?
Нормальный выход из цикла обработки запросов происходит при получении процессом сигнала SIGUSER1. После выхода из цикла процесс вызывает функцию TidyUp() и завершает работу. Мы, безусловно, можем завершить процесс-демон, послав ему сигнал SIGKILL (SIGTERM и некоторые другие), но пользовательский сигнал SIGUSER1 гарантирует вежливое завершение нашего демога. «Вежливое завершение» означает, что сервер ответит на текущий запрос перед тем, как завершиться и удалит свой pid- файл.
Рассмотрим теперь подробнее функцию BecomeDaemonProcess(), благодаря которой обычный процесс Linux становится демоном. Мы не будем перепечатывать тексты функций целиком, так как иначе статья будет состоять исключительно из листингов (на самом деле, длина листингов даже превышает пространство, выделенное под статью). По этой причине во время чтения статьи рекомендуется постоянно иметь под рукой прилагаемый исходный текст.
Мы делаем корневую директорию текущей директорией процесса-демона. Будучи запущен, наш демон может работать вплоть до перезагрузки системы, поэтому его текущая диретокрия должна принадлежать файловой системе, которая не может быть размонтирована. Далее следует вызов lockFD = open(lockFileName, O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, 0644);
Каждый процесс-демон создает так называемый pid-файл (или файл блокировки). Этот файл обычно содержится в директории /var/run и имеет имя daemon.pid, где “daemon” соответствует имени демона. Файл блокировки содержит значение PID процесса демона. Этот файл важен по двум причинам. Во-первых, его наличие позволяет установить, что в системе уже запущен один экземпляр демона. Большинство демонов, включая наш, должны выполняяться не более чем в одном экземпляре (это логично, если учесть, что демоны часто обращаются к неразделяемым ресурсам, таким, как сетевые порты). Завершаясь, процесс-демон удаляет pid-файл, указывая тем самым, что можно запустить другой экземпляр процесса. Однако, работа демона не всегда завершается нормально, и тогда на диске остается pid-файл несуществующего процесса. Это, казалось бы, может стать непреодолимым препятствием для повторного запуска демона, но на самом деле, демоны успешно справляются с такими ситуациями. В процессе запуска демон проверяет наличие на диске pid-файла с соответствующим именем. Если такой файл существует, демон считывает из него значение PID и с помощью функции kill(2) проверяет, существует ли в системе процесс с указанным PID. Если процесс существует, значит, пользователь пытается запустить демон повторно. В этом случае программа выводит соответствующее сообщение и завершается. Если процесса с указанным PID в системе нет, значит pid-файл принадлежал аварийного завершенному демону. В этой ситуации программа обычно советует пользователю удалить pid-файл (ответственность в таких делах всегда лучше переложить на пользователя) и попытаться запустить ее еще раз. Может, конечно, случиться и так, что после аварийного завершения демона на диске останется его pid-файл, а затем какой-то другой процесс получит тот же самый PID, что был у демона. В этой ситуации для вновь запускаемого демона все будет выглядеть так, как будто его копия уже работает в системе, и запустить демон повторно вы не сможете. К счастью, описанная ситуация крайне маловероятна.
Вторая причина, по которой файл блокировки считается полезным, заключается в том, что с помощью этого файла мы можем быстро выяснить PID демона, не прибегая к команде ps.
Далее наш демон вызывает функцию fork(3), которая создает копию его процесса. Родительский процесс при этом завершается:
Делается это для того чтобы процесс-демон отключился от управляющего терминала. С каждым терминалом Unix связан набор групп процессов, именуемый сессией. В каждый момент времени только одна из групп процессов, входящих в сессию, имеет доступ к терминалу (то есть, может выполнять ввод/вывод с помощью терминала). Эта группа именуется foreground (приоритетной). В каждой сессии есть процесс-родоначальник, который называется лидером сессии. Если процесс-демон запущен с консоли, он, естественно, становится частью приоритетной группы процессов, входящих в сессию соответствующего терминала.
Для того чтобы отключиться от терминала, демон должен начать новую сессию, не связанную с каким-либо терминалом. Для того чтобы демон мог начать новую сессию, он сам не должен быть лидером какой-либо другой сессии. Вызов fork() создает дочерний процесс, который заведомо не является лидером сессии. Далее дочерний процесс, полученный с помощью fork(), начинает новую сессию с помощью вызова функции setsid(2). При этом процесс становится лидером (и единственным участником) новой сессии.
Итак, на данном этапе мы имеем процесс, не связанный с каким-либо терминалом. Далее в некоторых руководствах рекомендуется вызвать fork() еще раз, чтобы новый процесс перестал быть лидером новой сессии (в System V лидер сессии может автоматически получить управляющий терминал при некоторых условиях). В Linux в повторном вызове fork() нет необходимости и мы его делать не будем.
Стоит отметить, что теперь наш демон получил новый PID, который мы снова должны записать в pid-файл демона. Мы записываем значение PID в файл в строковом виде (а не как переменную типа pid_t). Делается это для удобства пользователя, чтобы значение PID из pid-файла можно было прочитать с помощью cat. Например:
Нашему демону удалось разорвать связь с терминалом, с которого он был запущен, но он все еще может быть связан с другими процессами и файловыми системами через файловые дескрипторы, унаследованные от родительских процессов. Для того чтобы разорвать и эту связь, мы закрываем все файловые дескрипторы, открытые в нашем процессе:
Функция sysconf() с параметром _SC_OPEN_MAX возвращает максимально возможное количество дескрипторов, которые может открыть наша программа. Мы вызываем функцию close() для каждого дескриптора (независимо от того, открыт он или нет), за исключением дескриптора pid- файла, который должен оставаться открытым.
Во время работы демона дескрипторы стандартных потоков ввода, вывода и ошибок также должны быть открыты, поскольку они необходимы многим функциям стандартной библиотеки. В то же время, эти дескприторы не должны указывать на какие-либо реальные потоки ввода/вывода. Для того, чтобы решить эту задачу, мы закрываем первые три дескриптора, а затем снова открываем их, указывая в качестве имени файла /dev/null:
Теперь мы можем быть уверены, что демон не получит доступа к какому- либо терминалу. Тем не менее, у демона должна быть возможность выводить куда-то сообщения о своей работе. Традиционно для этого используются файлы журналов (log-файлы). Файлы журналов для демона подобны черным ящикам самолетов. Если в работе демона произошел какой-то сбой, пользователь может проанализировать файл журнала и (при определенном везении) установить причину сбоя. Ничто не мешает нашему демону открыть свой собственный файл журнала, но это не очень удобно. Большинство демонов пользуются услугами утилиты syslog, ведущей журналы множества системных событий. Мы открываем доступ к журналу syslog с помощью функции openlog(3):
Первый параметр функции openlog() – префикс, который будет добавляться к каждой записи в системном журнале. Далее следуют различные опции syslog. Функция setlogmask(3) позволяет установить уровень приоритета сообщений, которые записываются в журнал событий. При вызове функции BecomeDaemonProcess() мы передаем в параметре logLevel значение LOG_DEBUG. В сочетании с макросом LOG_UPTO это означает, что в журнал будут записываться все сообщения с приоритетом, начиная с наивысшего и заканчивая LOG_DEBUG.
Последнее, что нам нужно сделать для «демонизации» процесса – вызывать функцию setpgrp();
Этот вызов создает новую группу процессов, идентификатором которой является идентификатор текущего процесса. На этом работа функции BecomeDaemonProcess() завершается, так как теперь наш процесс стал настоящим демоном.
Функция ConfigureSignalHandlers() настраивает обработчики сигналов. Сигналы, которые получит наш демон, можно разделить на три группы: игнорируемые, «фатальные» и обрабатываемые. Вызывая функцию signal(SIGUSR2, SIG_IGN);
мы указываем, что наш демон должен игнорировать сигнал SIGUSR2. Аналогично мы поступаем с сигналами SIGPIPE, SIGALRM, SIGTSTP SIGPROF, SIGCHLD. Сигналы SIGQUIT, SIGILL, SIGTRAP, SIGABRT, SIGIOT, SIGBUS, SIGFPE, SIGSEGV, SIGSTKFLT, SIGCONT, SIGPWR и SIGSYS относятся к категории «фатальных». Мы не можем их игнорировать, но и продолжать выполнение процесса-демона после получения одного из этих сигналов нежелательно. Мы назначаем всем этим сигналам обработчик FatalSigHandler, например:
Функция-обработчик FatalSigHandler() записывает в журнал событий информацию о полученном сигнале, и затем завершает процесс, вызвав перед этим функции closelog() и TidyUp(), которые высвобождают все занятые процессом ресурсы:
На те три сигнала, которые относятся к категории обрабатываемых, – SIGTERM, SIGUSR1 и SIGHUP, демон реагирует по-разному:
Обработчик TermHandler() вызывает функцию TidyUp() и завершает процесс. Обработчик Usr1Handler() делает в системном журнале запись о вежливом завершении процесса и присваивает переменной gGracefulShutdown значение 1 (что, как вы помните, приводит к выходу из цикла обработки запросов, когда цикл будет готов к этому). Обработчик сигнала HupHandler() также делает запись в системном журнале, после чего присваивает значение 1 переменным gGracefulShutdown и gCaughtHupSignal. В реальной жизни получение сигнала SIGHUP приводит к перезапуску демона, который сопровождается повторным прочтением файла конфигурации (который обычно читается демоном именно во время запуска) и переустановкой значений записанных в нем параметров. Именно необходимость прочесть повторно файл конфигурации является наиболее частой причиной перезапуска демонов. У нашего демона файла конфигурации нет, так что в процессе перезапуска делать ему особенно нечего.
Обратите внимание на тип переменных gGracefulShutdown и gCaughtHupSignal. С типом sig_atomic_t мы раньше не встречались. Применение этого типа гарантирует, что чтение и запись данных в переменные gGracefulShutdown и gCaughtHupSignal будет выполняться атомарно, одной инструкцией процессора, которая не может быть прервана. Атомарность при работе с переменными gGracefulShutdown и gCaughtHupSignal важна потоуму, что к ним могут одновременно получить доступ и обработчики сигналов, и главная функция программы. По этой же причине мы помечаем указанные переменные ключевым словом volatile.
Функция BindPassiveSocket() открывает для прослушивания порт сервера (в нашем случае это порт 30333) на всех доступных сетевых интерфейсах и возвращает соответствующий сокет:
Тем, кто читал статью этой серии, посвященную сокетам, должно быть понятно, что здесь происходит. Отметим только одну интересную деталь. Если предыдущий, уже закрытый, сокет, связанный с данным портом, находится в состоянии TIME_WAIT, между закрытием старого и открытием нового сокета может произойти задержка, равная двум периодам жизни сегмента (задержка может составлять до двух минут). Для того, чтобы при повторном запуске демона нам не пришлось ждать, мы используем функцию setsockopt() с параметром SO_REUSEADDR.
Функция AcceptConnections() обрабатывает запросы последовательно, используя блокирующий вызов accept():
Это не лучший образ поведения демона, но если мы начнем описывать параллельную обработку запросов, редакция не выдержит. Переменная proceed, совместно с переменной gGracefulShutdown, указывает, должна ли программа продолжать обрабатывать запросы. Если очередной вызов connect() или HandleConnection() вернул сообщение об ошибке, этой переменной присваивается 0 и обработка запросов прекращается. Новый сокет, полученный в результате вызовы accept(), передается функции HandleConnection().
Функция HandleConnection() считывает переданную клиентом строку и тут же возвращает ее клиенту. Затем функция AcceptConnections() закрывает соединение, открытое в результате вызова accept(). Функции ReadLine() и WriteToSocket() тривиальны, и рассматривать их мы не будем. Если где-то в цепочке вызовов AcceptConnections(), HandleConnection(), ReadLine() и WriteToSocket() возникла ошибка, информация об ошибке будет передаваться вверх по цепочке до тех пор, пока не достигнет функции main(). В функции main() эта информация приведет к немедленному завершению работы демона с соответствующей записью в журнал системных сообщений.
Рассмотрим, наконец, функцию TidyUp(), к которой обращаются многие функции сервера перед тем, как завершить его работу.
Задача функции TidyUp() – «прибрать мусор» за процессом-демоном. В принципе, без этой функции можно обойтись, так как после завершения процесса система сама закроет все его дескрипторы, но правила хорошего тона требуют явного высвобождения всех ресурсов, выделенных явным образом.
Если вы скомпилируете программу-демон с помощью команды
То сможете запустить демон командой
Поскольку демон нуждается в доступе к директории /var/run, запускать его нужно в режиме root. Сразу после запуска программы вы снова увидите приглашение командной строки, что для демонов совершенно нормально. Если бы сервер aahzd выполнял что-нибудь полезное, команду его запуска можно было бы прописать в одном из сценариев запуска системы в директории /etc/init.d, но мы этого делать не будем. После того как сервер запущен, вы можете дать команду
В результате будет установлено соединение с сервером. Напечатайте какую-нибудь последовательность символов в консоли telnet и нажмите «Вввод». В качестве ответа сервер возвратит напечатанную строку и закроет соединение.
Вернемся теперь к начальным строкам функции main(). Хотя мы можем получить PID демона из его pid-файла и управлять демоном с помощью команды kill, такой вариант нельзя назвать очень удобным. Часто для управления демоном используется сам исполнимый файл демона, запускаемый со специальными аргументами командной строки. Наш демон понимает две команды: stop (завершение работы демона) и restart (перезапуск). Посмотрим, как поведет себя демон, запущенный с аргументами командной строки. В этом случае в начале программы демон пытается считать значение PID из своего pid-файла. Если открыть pid-файл не удается, значит, скорее всего, демон не запущен, и управляющему режиму просто нечего делать. Если значение PID получено, процесс, управляющий демоном, посылает демону соответствующий сигнал с помощью функции kill().
Демоны не рассчитаны на то, чтобы поучать какую-либо информацию от пользователя. Собственную информацию они передают другим программам либо записывают в журналы системных событий. В следующей статье мы сосредоточимся на программах, которые ведут себя совершенно иначе и рассмотрим консольный ввод-вывод.