概念

守護程序也稱精靈程序，是執行在後臺的一種特殊程序。守護程序獨立於控制終端並且週期性的執行某種任務或者等待處理某些打算的事件。可認為守護程序目的就是防止終端產生的一些訊號讓程序退出

特點

• 所有的守護程序都沒有控制終端，其終端名（TTY）設定為問號（？）。
• 自成會話，自成程序組。不與其他會話或程序組相互關聯，干擾。所以一般一個守護程序的程序ID，組ID，會話ID都相同。（自成程序組這點說的也不太嚴謹，若父程序是守護程序，父程序fork的子程序也是守護程序。這時父子程序屬於同一程序組）
• 命令以‘d’結尾
• 守護程序不受使用者登入登出的影響，當你登出或者重登後，守護程序一直在執行。
• 生存期長，在系統引導裝入時啟動，僅在系統關閉時終止。
• 在後臺執行（原因可歸結於沒有控制終端）
• 大多數的守護程序都以root特權執行。

Linux大多數伺服器都是由守護程序實現。如：web，http，阿帕奇等。
守護也完成許多系統任務，如：作業規劃程序crond。

使用者層守護程序

使用者層沒有終端的原因可能是呼叫了setsid（會在下面細講）函式的結果。大多數使用者層守護程序都是程序組的組長程序以及會話的會話首程序，而且是這些程序組和會話中的唯一程序（rsyslogd是一個例外）。

我們通常所說的1號程序init就是一個系統守護程序。除了其他工作外，主要負責啟動各執行層析的系統服務。這些服務通常是在它們自己擁有的守護程序的幫助下實現的。此外，init就是使用者層程序的父程序。
（上圖中的各選項與本圖中的頭部一一對應）

核心執行緒（核心守護程序）

（其實也叫核心程序，Linux沒有真正意義上的執行緒，都是用程序模擬實現，輕量級程序。）

核心守護程序以無終端的方式啟動，凡是在TPGID一欄寫著-1的程序都是沒有控制終端的程序，也就是守護程序。在COMMAND列[ ]括起來的名字表示核心執行緒,這些執行緒在核心建立,沒有使用者空間程式碼,因此沒有程式檔名和命令列, 通常採用以k開頭的名字,表Kernel。對於需要在程序上下文執行工作但卻不被使用者層程序上下文呼叫的每一個核心元件，通常都有它自己的核心守護程序。

Linux通常使用一個叫kthreadd的特殊核心程序來建立其他核心程序，所以kthreadd表現為其他核心程序的父程序。

由此我們可看到kthread的程序ID為2。這也就解釋了為什麼在上圖中核心程序（核心執行緒）的父程序ID（PPID）都為2了。

建立守護程序

函式setsid，建立守護程序很關鍵的一步就是呼叫setsid函式建立一個新的會話（Session），並讓當前的程序稱為這個會話的Leader，即會話首程序。

#include<stdio.h>
pid_t setsid(void)

返回值：若成功，返回程序組ID；若失敗，返回-1。

執行方式：直接在要設定的程序裡呼叫。

這個函式的執行結果為：

• 建立一個新會話，使該程序變成新會話的會話首程序（會話首程序也可理解為建立會話的程序），此時，該程序是當前會話的唯一程序
• 使該程序稱為一個新程序組的組長程序，程序組ID就是該程序的程序ID。
• 使該程序沒有控制終端，如果在呼叫setsid之前有，那麼就切斷控制終端與當前程序的聯絡。
• 當前程序的程序ID，程序組ID，會話ID都相等。

setsid函式呼叫之前有一個特殊要求：該程序不能是一個程序組的組長程序。如果是，函式呼叫將返回出錯。

所以我們通常為了防止出現這種情況會用以下做法：讓一個程序fork出一個子程序，然後立即將父程序終止，而子程序繼續。子程序的程序ID是新分配的，子程序的PCB集成了父程序的程序組ID，所以兩者不可能相等。這樣就保證了子程序不是一個程序組的組長。

除了以上兩種操作外，建立一個守護程序還需要其他幾項工作。下面我將完全的步驟列出來：

• 呼叫umask函式將當前檔案模式建立遮蔽字為一個已知值（通常為0）。在上面提到過，我們要操作的程序是一個子程序。而子程序從父程序的PCB繼承過來的檔案模式建立遮蔽字可能會遮蔽某些許可權。而加入我們要建立的守護程序正好需要這些許可權的話就會造成很麻煩的問題。另一方面，如果守護程序呼叫了庫函式建立了檔案，那麼檔案模式建立遮蔽字應該設定為更強的（如007）。因為庫函式不允許呼叫者通過一個顯式的函式引數來設定許可權。
• fork子程序，並且結束父程序。
• 呼叫setsid函式。建立一個會話，使當前程序稱為一個會話的首程序，一個程序組的組長程序，一個沒有控制終端的程序。
• 呼叫函式chdir將當前程序的工作目錄更改為根目錄或者某個指定位置。因為子程序從父程序繼承來的工作目錄可能是在一個掛載的檔案系統中，而守護程序在系統再次引導前是一直存在的，如果不更改，那麼掛載的檔案系統就一直解除安裝不了。
• 呼叫fclose函式關閉不在需要的檔案描述符（0，1，2等）。使守護程序不再持有從父程序繼承來的任何檔案描述符。或者還可以將檔案描述符重定向到檔案（/dev/null）。這樣相當於將當前程序的標準輸入，標準輸出，標準錯誤都失效。關閉檔案描述符的原因是守護程序是與控制終端沒有任何聯絡的，並且它是在後臺執行。後臺並沒有接受它輸入輸出也無處顯示，我們不希望在終端上簡單守護程序的輸出，使用者也不想在終端上的輸入被守護程序讀取。

fd0 = open("/dev/null",O_RDWR);
dup2(fd0,1); //dup2的作用就是檔案描述符重定向
dup2(fd0,2);

建立例項

void mydaemon()
{
    umask(0);
    pid_t id = fork();
    if(id > 0 )
    {
        exit(1);
    }

    printf("Debug\n");
    setsid(); //建立新會話

    chdir("/"); //將工作目錄設定為根目錄

    close(0); //關閉檔案描述符
    close(1);
    close(2);

    signal(SIGCHLD,SIG_IGN);//忽略SIGCHLD訊號

}

int main()
{
    mydaemon();
    while(1); //死迴圈，方便我們檢視
    return 0;
}

編譯執行後我們可以利用ps axj指令檢視這個守護程序。

上面為我們建立守護程序的一種方式，其實Linux為我們提供了專門的函式介面來建立守護程序。

函式daemon():

#include <unistd.h>

int daemon(int nochdir, int noclose);

兩個引數，第一個引數nochdir如果設定為0的話表示將工作目錄改為根目錄。第二個引數noclose如果設定為0的話就將檔案描述符重定向到/dev/null檔案。與上面原理相似。
所以，簡單的執行下面程式碼就可以建立一個守護程序。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
     daemon(0,0);
     while(1);//死迴圈為了方便檢視
     return 0;
}

是不是感覺好坑啊？是很坑，但是上面的一大堆道理是必須要懂的！

拓展：fork一次和fork兩次？

我們利用第一種比較繁瑣的方式建立守護程序時，是利用父程序fork一次建立了子程序。有時編寫守護程序時需要fork兩次，關於這樣做的原因有以下兩種說法：

1. 避免出現殭屍程序，程序有一種狀態叫做ZOMBIE，稱為殭屍狀態。通常是因為子程序異常或正常退出後沒有父程序（呼叫wait或wiatpid）來給它收屍，而導致子程序成為殭屍程序。雖然我們的做法是fork子程序後立即將父程序退出，子程序會被1號程序init接管，並不會出現殭屍程序。但是我們不能認為父程序僅僅是為了建立子程序而出現的，父程序也有他自己的事情要做。如果父程序因為執行某段程式而阻塞，而子程序已經政策結束或異常退出，此時子程序並沒有被init程序接收。子程序就變成了一個無人收屍的殭屍程序
2. 避免開啟新的終端。我們知道，守護程序是沒有控制終端的。先說明一下，開啟終端的一個前提條件是該程序必須是會話組長。而我們fork一次並且setsid的兒子程序正好是會話組長。fork第二次，令孫子程序擔任守護程序。而且孫子子程序ID ！= 兒子程序ID（會話組長）。這樣就防止了守護程序再次開啟新的控制終端。

我本人更傾向於第二種說法，推薦大家第二種。