to-be-daemon

Unix/Linuxの世界において、デーモン(daemon)とは、バックグラウンドで実行されるプロセスです。

端末からの制御から独立しており、それぞれが異なる管理プロセスを実行しています。

今回は、プロセスをデーモン化させる手法をソースコードとともに解説していきます。

その前に、いくつか技術的なキーワードの解説から始めます。

プロセス

OS上でタスクを実行する主体

各プロセス毎にIDが付与されている。

フォアグラウンドプロセス

ユーザが操作対象としているプロセスのことをいう。

例えば、ターミナルでgrep,findなどを実行している時、grep,findはフォアグラウンドプロセスとなる。

ただし、grep & or find &とすることで、バックグラウンドプロセスとして実行出来る。

バックグラウンドプロセス

フォアグラウンドプロセスと逆意。

デーモンプロセス

制御端末を持たずバックグラウンドで動作するプロセス。

syslogd、httpd、inetd、crond、smbd、etcがある。

fork(フォーク)

プロセス(親)のコピーを行い、別プロセス(子)を生成する。

プロセス間で親子関係が発生し、親プロセスには、forkから子プロセスのIDが返され、子プロセスには、0を返す。

プロセスグループとセッション

プロセスグループ

一つ以上のプロセスの集まり。

各プロセスグループには、一意なプロセスグループIDが付与されている。

プロセスグループを代表するリーダーが存在する。

セッション

一つ以上のプロセスグループの集まり。

上図では、３つのプロセスグループからセッションが構成されている。

セッションを代表するリーダーが存在する。このリーダーが端末との接続を確立できる。

シグナル

プロセスに通知する非同期イベント

シグナル(SIGHUP)

プロセスの終了と再起動を実施するシグナル

プロセスデーモン化の流れ

forkの実行

forkを実行させ、親プロセスを終了させる。

子プロセスは、自動的にバックグラウンドで実行を継続する。

子プロセスは、親プロセスのプロセスグループIDを引き継ぎ、自身のプロセスIDでの実行を行う。

この時、子プロセスは、プロセスグループリーダーではない。

setsidの実行

新しいセッションを作成するためのPosix関数。

この関数を呼び出すことで、新しいセッションのセッションリーダー、そして、プロセスグループのプロセスグループリーダーとなる。

かつ、コントロールターミナルを持たない状態となる。

SIGHUPを無視する設定後、再度forkの実行

SIGHUPシグナルを無視する設定を行い、再度fork実施

再forkの意図として、このforkで生成された子プロセスが、セッションリーダーではないことを保証する。

SIGHUPシグナル無視は、再fork後、親プロセス終了時に、子プロセスにSIGHUPシグナルがOSから送られるため。

ワーキングディレクトリを変更し、ファイルモード作成マスクのクリア

ワーキングディレクトリをルートディレクトリに変更する。

デーモンが任意のファイルシステム上で実行される可能性があり、その場合、ファイルシステムをアンマウント出来なくなるため、

このオペレーションが必要となる。

オープンされてるすべてのファイルディスクリプタをクローズ

デーモンプロセスとして、親プロセスがオープンしてるファイルディスクリプタをオープンする必要はこの時点ではないのでクローズ実施。

エラー発生時に、syslogdを利用する

syslogdをラッパしたopenlogをコール。

以下、これを実装したソースコード

リチャードスティーブンスのサイトよりソースを引用。

http://www.kohala.com/start/unpv12e.html

プロセスのデーモン化

#include "unp.h"

#include <syslog.h>

#define MAXFD 64

int

daemon_init(const char *pname, int facility)

{

int i;

pid_t pid;

if ( (pid = Fork()) < 0)

return (-1);

else if (pid)

_exit(0); /* parent terminates */

/* child 1 continues... */

if (setsid() < 0) /* become session leader */

return (-1);

Signal(SIGHUP, SIG_IGN);

if ( (pid = Fork()) < 0)

return (-1);

else if (pid)

_exit(0); /* child 1 terminates */

/* child 2 continues... */

chdir("/"); /* change working directory */

/* close off file descriptors */

for (i = 0; i < MAXFD; i++)

close(i);

/* redirect stdin, stdout, and stderr to /dev/null */

open("/dev/null", O_RDONLY);

open("/dev/null", O_RDWR);

open("/dev/null", O_RDWR);

openlog(pname, LOG_PID, facility);

return (0); /* success */

}

サーバプロセスをデーモン化するには？

デーモン化したいサーバプログラムの初期処理先頭部分で、上記デーモン化処理関数をコールするだけで、

サーバプロセスはデーモンとなる。

サーバプログラム内で、printf/fprintf関数を利用している場合は、err_msg関数を利用し、コンソール出力を

止める必要がある。