Python如何实现守护进程的方法示例


Posted in Python onFebruary 08, 2017

场景设置:

你编写了一个python服务程序,并且在命令行下启动,而你的命令行会话又被终端所控制,python服务成了终端程序的一个子进程。因此如果你关闭了终端,这个命令行程序也会随之关闭。

要使你的python服务不受终端影响而常驻系统,就需要将它变成守护进程。

守护进程就是Daemon程序,是一种在系统后台执行的程序,它独立于控制终端并且执行一些周期任务或触发事件,通常被命名为"d"字母结尾,如常见的httpd、syslogd、systemd和dockerd等。

代码实现

python可以很简洁地实现守护进程,下面先给出代码和相应注释:

# 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)

概括一下守护进程的编写步骤:

  1. fork出子进程,退出父进程
  2. 子进程变更工作目录(chdir)、文件权限掩码(umask)、进程组和会话组(setsid)
  3. 子进程fork孙子进程,退出子进程
  4. 孙子进程刷新缓冲,重定向标准输入/输出/错误(一般到/dev/null,意即丢弃)
  5. (可选)pid写入文件

理解几个要点

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:

     7,是User权限,即文件拥有者权限

     5,是Group权限,拥有者所在用户组的组员所具有的权限

     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

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:

  1. 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
  2. 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
  3. 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

换句话说:守护进程就是默默地奋斗打拼的有为青年,而后台进程是默默继承老爸资产的富二代。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,如果有疑问大家可以留言交流。

Python 相关文章推荐
详解Python中for循环的使用方法
May 14 Python
Python方法的延迟加载的示例代码
Dec 18 Python
python语言元素知识点详解
May 15 Python
Python实现京东秒杀功能代码
May 16 Python
python 批量解压压缩文件的实例代码
Jun 27 Python
python列表生成器迭代器实例解析
Dec 19 Python
PyCharm 专业版安装图文教程
Feb 20 Python
简单了解pytest测试框架setup和tearDown
Apr 14 Python
基于Tensorflow一维卷积用法详解
May 22 Python
将pycharm配置为matlab或者spyder的用法说明
Jun 08 Python
Python虚拟环境的创建和包下载过程分析
Jun 19 Python
Django中如何用xlwt生成表格的方法步骤
Jan 31 Python
详解Python中表达式i += x与i = i + x是否等价
Feb 08 #Python
Python实现的多线程http压力测试代码
Feb 08 #Python
Python实现定时任务
Feb 08 #Python
python使用matplotlib绘制柱状图教程
Feb 08 #Python
Python实现简单的多任务mysql转xml的方法
Feb 08 #Python
python使用matplotlib绘制折线图教程
Feb 08 #Python
关于Python中Inf与Nan的判断问题详解
Feb 08 #Python
You might like
兼容ie6浏览器的php下载文件代码分享
2014/07/14 PHP
PHP中可以自动分割查询字符的Parse_str函数使用示例
2014/07/25 PHP
PHP实现QQ登录的开原理和实现过程
2018/02/04 PHP
Laravel 框架基于自带的用户系统实现登录注册及错误处理功能分析
2020/04/14 PHP
Yii 框架使用数据库(databases)的方法示例
2020/05/19 PHP
用tip解决Ext列宽度不够的问题
2008/12/13 Javascript
实用的Jquery选项卡TAB示例代码
2013/08/28 Javascript
jQuery学习笔记之总体架构
2014/06/03 Javascript
JS实现选择TextArea内文本的方法
2015/08/03 Javascript
如何解决ligerUI布局时Center中的Tab高度大小
2015/11/24 Javascript
Javascript 链式作用域详细介绍
2017/02/23 Javascript
Django+Vue.js搭建前后端分离项目的示例
2017/08/07 Javascript
实例详解BootStrap的动态模态框及静态模态框
2018/08/13 Javascript
Nodejs中怎么实现函数的串行执行
2019/03/02 NodeJs
elementUI select组件默认选中效果实现的方法
2019/03/25 Javascript
使用webpack将ES6转化ES5的实现方法
2019/10/13 Javascript
bootstrap-table后端分页功能完整实例
2020/06/01 Javascript
CentOS 8.2服务器上安装最新版Node.js的方法
2020/12/16 Javascript
[56:45]DOTA2上海特级锦标赛D组小组赛#1 EG VS COL第一局
2016/02/28 DOTA
Python中if __name__ == "__main__"详细解释
2014/10/21 Python
Python实用技巧之利用元组代替字典并为元组元素命名
2018/07/11 Python
Numpy 中的矩阵求逆实例
2019/08/26 Python
Python求正态分布曲线下面积实例
2019/11/20 Python
python将时分秒转换成秒的实例
2019/12/07 Python
python通过移动端访问查看电脑界面
2020/01/06 Python
django3.02模板中的超链接配置实例代码
2020/02/04 Python
详解KMP算法以及python如何实现
2020/09/18 Python
HTML5拖放API实现拖放排序的实例代码
2017/05/11 HTML / CSS
异常和异常类的概念
2014/09/12 面试题
森林防火工作方案
2014/02/14 职场文书
劲霸男装广告词
2014/03/21 职场文书
啦啦队口号大全
2014/06/16 职场文书
会计学习心得体会
2014/09/09 职场文书
员工升职自荐信
2015/03/27 职场文书
2015年小学语文教学工作总结
2015/05/25 职场文书
vue项目两种方式实现竖向表格的思路分析
2021/04/28 Vue.js