python使用fork实现守护进程的方法

os模块中的fork方法可以创建一个子进程。相当于克隆了父进程

os.fork()

子进程运行时，os.fork方法会返回0；

而父进程运行时，os.fork方法会返回子进程的PID号。

所以可以使用PID来区分两个进程：

 #!/usr/bin/env python
 #coding=utf8

 from time import sleep
 import os

 try:
 pid = os.fork()
 except OSError, e:
 pass

 sleep(30)

运行代码，查看进程：

[root@localhost ~]# python test2.py &

[1] 2464

[root@localhost ~]# ps -l

F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD

4 S 0 2379 2377 0 80 0 - 28879 wait pts/1 00:00:00 bash

0 S 0 2464 2379 0 80 0 - 31318 poll_s pts/1 00:00:00 python

1 S 0 2465 2464 0 80 0 - 31318 poll_s pts/1 00:00:00 python

0 R 0 2466 2379 0 80 0 - 37227 - pts/1 00:00:00 ps​

可以看出第二条python进程就是第一条的子进程。

如刚刚所说os.fork()方法区分子进程和父进程

#-*- coding:utf-8 -*-

from time import sleep
import os

print('start+++++++++++++')
#创建子进程之前声明的变量
source = 10
try:
    pid = os.fork()
    print('pid=',pid)
    if pid == 0: #子进程
        print("this is child process.")
        source = source - 1 #在子进程中source减1
    else: #父进程
        print("this is parent process." )
    print(source)
except (OSError,e):
    pass
print('END---------------')
　　

面代码中，在子进程创建前，声明了一个变量source，然后在子进程中减1，最后打印出source的值，显然父进程打印出来的值应该为10，子进程打印出来的值应该为9。

[root@localhost ~]# python test3.py
start+++++++++++++
pid= 2550
this is parent process.
10
END---------------
pid= 0
this is child process.
9
END---------------​
　　

简单守护进程例子:

def main():
  ''' 程序要执行的逻辑代码 '''
  pass

# 创建守护进程函数
def createDaemon():
  ''' 第一块（创建第一个子进程） '''
  # fork 第一个子进程（如果fork成功，父进程自杀，只留下第一个子进程继续向下运行）
  try:
    if os.fork() > 0:
      sys.exit(0)
  except OSError, error:
    print '（fork第一个子进程失败）fork #1 failed: %d (%s)' % (error.errno, error.strerror)
    sys.exit(1)
  ''' 第一块结束 '''

  ######　第一个进程创建成功后，它的ppid = 1，已是一个守护里程了，但有些功能上还是有被限制。
  ######　所以下面再来创建一个子进程。第二次创建的子进程限制就没那多了，有可能没有，所以最安全。
  ######　下面来创建第二个子进程。　

  os.chdir('/')　# 把第一个子进程的工作目录切换到 / （根目录）
  os.setsid() # 第一个子进程取得程序的权限
  os.umask(0) # 第一个子进程取得工作目录的所有操作（目录的rwx）

  ''' 第二块（创建第二个子进程） '''
  # fork 第二个子进程（如果fork成功，第一个子进程自杀，只留下新创建的第二个子进程）
  try:
    pid = os.fork()
    if pid > 0:
      print 'Daemon PID %d' % pid
      sys.exit(0)
  except OSError, error:
    print '（fork第二个子进程失败）fork #2 failed: %d (%s)' % (error.errno, error.strerror)
    sys.exit(1)
  ''' 第二块结束 '''

  #######　通过上面两个 try 语句块，只留下了第二个子进程在运行了。这时第二个子进程的ppid=1。
  #######　创建的第二个子进程，可以说是一个不受限的守护进程了。

  # 重定向标准IO（因为只有第二个子进程在运行了，所以也就是指定整个程序的输入、输出、错误流）

  # sys.stdout.flush() # 清除程序运行空间的输出流
  # sys.stderr.flush()　# 清除程序运行空间的错误流

  # inputS = file("/dev/null", 'r') 　# 定义一个 inputS 文件对象
  # outputS = file("/dev/null", 'a+')　# 定义一个 outputS 文件对象
  # errorS = file("/dev/null", 'a+', 0)　# 定义一个 errorS 文件对象

  # os.dup2(inputS.fileno(), sys.stdin.fileno()) # 把程序的输入流重定向到上面定义的 inputS 文件对象上。
  # os.dup2(so.fileno(), sys.stdout.fileno()) # 把程序的 输出流 重定向到上面定义的 outputS 文件对象上。
  # os.dup2(se.fileno(), sys.stderr.fileno()) # 把程序的 错误流 重定向到上面定义的 errorS 文件对象上。

  main() # main函数为真正程序逻辑代码

if __name__ == "__main__":
  if platform.system() == "Linux":
      createDaemon()
    else:
      sys.exit()

　　

带控制参数的例子:

编写守护进程的基类,用于继承:

# coding: utf-8

import os
import sys
import time
import atexit
import signal

class Daemon:
  def __init__(self, pidfile='/tmp/daemon.pid', stdin='/dev/null', stdout='/dev/null', stderr='/dev/null'):
    self.stdin = stdin
    self.stdout = stdout
    self.stderr = stderr
    self.pidfile = pidfile

  def daemonize(self):
    if os.path.exists(self.pidfile):
      raise RuntimeError('Already running.')

    # First fork (detaches from parent)
    try:
      if os.fork() > 0:
        raise SystemExit(0)
    except OSError as e:
      raise RuntimeError('fork #1 faild: {0} ({1})n'.format(e.errno, e.strerror))

    os.chdir('/')
    os.setsid()
    os.umask(0o22)

    # Second fork (relinquish session leadership)
    try:
      if os.fork() > 0:
        raise SystemExit(0)
    except OSError as e:
      raise RuntimeError('fork #2 faild: {0} ({1})n'.format(e.errno, e.strerror))

    # Flush I/O buffers
    sys.stdout.flush()
    sys.stderr.flush()

    # Replace file descriptors for stdin, stdout, and stderr
    with open(self.stdin, 'rb', 0) as f:
      os.dup2(f.fileno(), sys.stdin.fileno())
    with open(self.stdout, 'ab', 0) as f:
      os.dup2(f.fileno(), sys.stdout.fileno())
    with open(self.stderr, 'ab', 0) as f:
      os.dup2(f.fileno(), sys.stderr.fileno())

    # Write the PID file
    with open(self.pidfile, 'w') as f:
      print(os.getpid(), file=f)

    # Arrange to have the PID file removed on exit/signal
    atexit.register(lambda: os.remove(self.pidfile))

    signal.signal(signal.SIGTERM, self.__sigterm_handler)

  # Signal handler for termination (required)
  @staticmethod
  def __sigterm_handler(signo, frame):
    raise SystemExit(1)

  def start(self):
    try:
      self.daemonize()
    except RuntimeError as e:
      print(e, file=sys.stderr)
      raise SystemExit(1)

    self.run()

  def stop(self):
    try:
      if os.path.exists(self.pidfile):
        with open(self.pidfile) as f:
          os.kill(int(f.read()), signal.SIGTERM)
      else:
        print('Not running.', file=sys.stderr)
        raise SystemExit(1)
    except OSError as e:
      if 'No such process' in str(e) and os.path.exists(self.pidfile):
        os.remove(self.pidfile)

  def restart(self):
    self.stop()
    self.start()

  def run(self):
  #继承类重写该方法
    pass

　　编写自己的类:

 #导入刚刚编写的基类
 from daemon import Daemon
 #继承
 class MyTestDaemon(Daemon):
 #重写run方法,就是你要后台运行的函数
   def run(self):
   #后台运行的函数,比如shell输出到自己定义的文件
     sys.stdout.write('Daemon started with pid {}n'.format(os.getpid()))
     while True:
       sys.stdout.write('Daemon Alive! {}n'.format(time.ctime()))
       sys.stdout.flush()

       time.sleep(5)

 if __name__ == '__main__':
   PIDFILE = '/tmp/daemon-example.pid'
   LOG = '/tmp/daemon-example.log'
   daemon = MyTestDaemon(pidfile=PIDFILE, stdout=LOG, stderr=LOG)

   if len(sys.argv) != 2:
     print('Usage: {} [start|stop]'.format(sys.argv[0]), file=sys.stderr)
     raise SystemExit(1)

   if 'start' == sys.argv[1]:
     daemon.start()
   elif 'stop' == sys.argv[1]:
     daemon.stop()
   elif 'restart' == sys.argv[1]:
     daemon.restart()
   else:
     print('Unknown command {!r}'.format(sys.argv[1]), file=sys.stderr)
     raise SystemExit(1)

关于两次fork

第二个fork不是必须的，只是为了防止进程打开控制终端。

打开一个控制终端的条件是该进程必须是session leader。第一次fork，setsid之后，子进程成为session leader，进程可以打开终端；第二次fork产生的进程，不再是session leader，进程则无法打开终端。

也就是说，只要程序实现得好，控制程序不主动打开终端，无第二次fork亦可。

代码实现

# coding: utf-8

import os
import sys
import time
import atexit
import signal

class Daemon:
  def __init__(self, pidfile='/tmp/daemon.pid', stdin='/dev/null', stdout='/dev/null', stderr='/dev/null'):
    self.stdin = stdin
    self.stdout = stdout
    self.stderr = stderr
    self.pidfile = pidfile

  def daemonize(self):
    if os.path.exists(self.pidfile):
      raise RuntimeError('Already running.')

    # First fork (detaches from parent)
    try:
      if os.fork() > 0:
        raise SystemExit(0)
    except OSError as e:
      raise RuntimeError('fork #1 faild: {0} ({1})n'.format(e.errno, e.strerror))

    os.chdir('/')
    os.setsid()
    os.umask(0o22)

    # Second fork (relinquish session leadership)
    try:
      if os.fork() > 0:
        raise SystemExit(0)
    except OSError as e:
      raise RuntimeError('fork #2 faild: {0} ({1})n'.format(e.errno, e.strerror))

    # Flush I/O buffers
    sys.stdout.flush()
    sys.stderr.flush()

    # Replace file descriptors for stdin, stdout, and stderr
    with open(self.stdin, 'rb', 0) as f:
      os.dup2(f.fileno(), sys.stdin.fileno())
    with open(self.stdout, 'ab', 0) as f:
      os.dup2(f.fileno(), sys.stdout.fileno())
    with open(self.stderr, 'ab', 0) as f:
      os.dup2(f.fileno(), sys.stderr.fileno())

    # Write the PID file
    with open(self.pidfile, 'w') as f:
      print(os.getpid(), file=f)

    # Arrange to have the PID file removed on exit/signal
    atexit.register(lambda: os.remove(self.pidfile))

    signal.signal(signal.SIGTERM, self.__sigterm_handler)

  # Signal handler for termination (required)
  @staticmethod
  def __sigterm_handler(signo, frame):
    raise SystemExit(1)

  def start(self):
    try:
      self.daemonize()
    except RuntimeError as e:
      print(e, file=sys.stderr)
      raise SystemExit(1)

    self.run()

  def stop(self):
    try:
      if os.path.exists(self.pidfile):
        with open(self.pidfile) as f:
          os.kill(int(f.read()), signal.SIGTERM)
      else:
        print('Not running.', file=sys.stderr)
        raise SystemExit(1)
    except OSError as e:
      if 'No such process' in str(e) and os.path.exists(self.pidfile): 
        os.remove(self.pidfile)

  def restart(self):
    self.stop()
    self.start()

  def run(self):
    pass

使用测试

import os
import sys
import time

from daemon import Daemon

class MyTestDaemon(Daemon):
  def run(self):
    sys.stdout.write('Daemon started with pid {}n'.format(os.getpid()))
    while True:
      sys.stdout.write('Daemon Alive! {}n'.format(time.ctime()))
      sys.stdout.flush()

      time.sleep(5)

if __name__ == '__main__':
  PIDFILE = '/tmp/daemon-example.pid'
  LOG = '/tmp/daemon-example.log'
  daemon = MyTestDaemon(pidfile=PIDFILE, stdout=LOG, stderr=LOG)

  if len(sys.argv) != 2:
    print('Usage: {} [start|stop]'.format(sys.argv[0]), file=sys.stderr)
    raise SystemExit(1)

  if 'start' == sys.argv[1]:
    daemon.start()
  elif 'stop' == sys.argv[1]:
    daemon.stop()
  elif 'restart' == sys.argv[1]:
    daemon.restart()
  else:
    print('Unknown command {!r}'.format(sys.argv[1]), file=sys.stderr)
    raise SystemExit(1)

[daemon] python test.py start                     23:45:42
[daemon] cat /tmp/daemon-example.pid                 23:45:49
8532
[daemon] ps -ef|grep 8532 | grep -v grep               23:46:07
 502 8532   1  0 11:45下午 ??     0:00.00 python test.py start
[daemon] tail -f /tmp/daemon-example.log               23:46:20
Daemon started with pid 8532
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:45:49 2016
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:45:54 2016
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:45:59 2016
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:46:04 2016
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:46:09 2016
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:46:14 2016
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:46:19 2016
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:46:24 2016
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:46:29 2016
Daemon Alive! Fri Dec 2 23:46:34 2016

[daemon] python test.py stop                     23:46:36
[daemon] ps -ef|grep 8532 | grep -v grep               23:46:43