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PHP ?? ??? pcntl ? posix ??? ?? ??? ? ????. pcntl 與 posix 擴展實現(xiàn)。

編程中需要注意的地方有：

• 通過二次 pcntl_fork() 以及 posix_setsid 讓主進程脫離終端
• 通過 pcntl_signal() 忽略或者處理 SIGHUP 信號
• 多進程程序需要通過二次 pcntl_fork() 或者 pcntl_signal() 忽略 SIGCHLD 信號防止子進程變成 Zombie 進程
• 通過 umask() 設定文件權限掩碼，防止繼承文件權限而來的權限影響功能
• 將運行進程的 STDIN/STDOUT/STDERR 重定向到 /dev/null 或者其他流上

如果要做的更好，還需要注意：

• 如果通過 root 啟動，運行時更換到低權限用戶身份
• 及時 chdir() 防止操作錯誤路徑
• 多進程程序考慮定時重啟，防止內存泄露

什么是daemon

文章的主角守護進程（daemon），Wikipedia 上的定義是：

在一個多任務的電腦操作系統(tǒng)中，守護進程（英語：daemon，/?di?m?n/或/?de?m?n/）是一種在后臺執(zhí)行的電腦程序。此類程序會被以進程的形式初始化。守護進程程序的名稱通常以字母“d”結尾：例如，syslogd就是指管理系統(tǒng)日志的守護進程。
通常，守護進程沒有任何存在的父進程（即PPID=1），且在UNIX系統(tǒng)進程層級中直接位于init之下。守護進程程序通常通過如下方法使自己成為守護進程：對一個子進程運行fork，然后使其父進程立即終止，使得這個子進程能在init下運行。這種方法通常被稱為“脫殼”。

UNIX環(huán)境高級編程（第二版）（以下使用簡稱 APUE 指代） 13章有云：

守護進程也成精靈進程（ daemon ）是生存周期較長的一種進程。它們常常在系統(tǒng)自舉時啟動，僅在系統(tǒng)關閉時才終止。因為他們沒有控制終端，所以說他們是在后臺運行的。

這里注意到，daemon有如下特征：

• 沒有終端
• 后臺運行
• 父進程 pid 為1

想要查看運行中的守護進程可以通過 ps -ax 或者 ps -ef 查看，其中 -x 表示會列出沒有控制終端的進程。

實現(xiàn)關注點

二次 fork 與 setsid

fork 系統(tǒng)調用

fork 系統(tǒng)調用用于復制一個與父進程幾乎完全相同的進程，新生成的子進程不同的地方在于與父進程有著不同的 pid 以及有不同的內存空間，根據代碼邏輯實現(xiàn)，父子進程可以完成一樣的工作，也可以不同。子進程會從父進程中繼承比如文件描述符一類的資源。

PHP 中的 pcntl 擴展中實現(xiàn)了 pcntl_fork() 函數(shù)，用于在 PHP 中 fork 新的進程。

setsid 系統(tǒng)調用

setsid 系統(tǒng)調用則用于創(chuàng)建一個新的會話并設定進程組 id。

這里有幾個概念：會話，進程組。

在 Linux 中，用戶登錄產生一個會話（Session），一個會話中包含一個或者多個進程組，一個進程組又包含多個進程。每個進程組有一個組長（Session Leader），它的 pid 就是進程組的組 id。進程組長一旦打開一個終端，這一個終端就被稱為控制終端。一旦控制終端發(fā)生異常（斷開、硬件錯誤等），會發(fā)出信號到進程組組長。

后臺運行程序（如 shell 中以&結尾執(zhí)行指令）在終端關閉之后也會被殺死，就是沒有處理好控制終端斷開時發(fā)出的SIGHUP信號，而SIGHUP

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setsid ??? ??? ??? ? ?? ????? ? ???? ??? ?????. ?? ?????? ???? ??? ??? ? ???? ??? ?? ???? ????. ???? ?? ????? ???? ??? ????. setsid 系統(tǒng)調用之后，會讓當前的進程新建一個進程組，如果在當前進程中不打開終端的話，那么這一個進程組就不會存在控制終端，也就不會出現(xiàn)因為關閉終端而殺死進程的問題。

PHP 中的 posix 擴展中實現(xiàn)了 posix_setsid() 函數(shù)，用于在 PHP 中設定新的進程組。

孤兒進程

父進程比子進程先退出，子進程就會變成孤兒進程。

init 進程會收養(yǎng)孤兒進程，即孤兒進程的 ppid 變?yōu)?1。

二次 fork 的作用

首先，setsid 系統(tǒng)調用不能由進程組組長調用，會返回-1。

二次 fork 操作的樣例代碼如下：

$pid1 = pcntl_fork();

if ($pid1 > 0) {
    exit(0);
} else if ($pid1 < 0) {
    exit("Failed to fork 1\n");
}

if (-1 == posix_setsid()) {
    exit("Failed to setsid\n");
}

$pid2 = pcntl_fork();

if ($pid2 > 0) {
    exit(0);
} else if ($pid2 < 0) {
    exit("Failed to fork 2\n");
}

假定我們在終端中執(zhí)行應用程序，進程為 a，第一次 fork 會生成子進程 b，如果 fork 成功，父進程 a 退出。b 作為孤兒進程，被 init 進程托管。

此時，進程 b 處于進程組 a 中，進程 b 調用 posix_setsid 要求生成新的進程組，調用成功后當前進程組變?yōu)?b。

此時進程 b 事實上已經脫離任何的控制終端，例程：

<?php

cli_set_process_title('process_a');

$pidA = pcntl_fork();

if ($pidA > 0) {
    exit(0);
} else if ($pidA < 0) {
    exit(1);
}

cli_set_process_title('process_b');

if (-1 === posix_setsid()) {
    exit(2);
}

while(true) {
    sleep(1);
}

執(zhí)行程序之后：

?  ~ php56 2fork1.php
?  ~ ps ax | grep -v grep | grep -E 'process_|PID'
  PID TTY      STAT   TIME COMMAND
28203 ?        Ss     0:00 process_b

從 ps 的結果來看，process_b 的 TTY 已經變成了 ？，即沒有對應的控制終端。

代碼走到這里，似乎已經完成了功能，關閉終端之后 process_b 也沒有被殺死，但是為什么還要進行第二次 fork 操作呢？

StackOverflow 上的一個回答寫的很好：

The second fork(2) is there to ensure that the new process is not a session leader, so it won’t be able to (accidentally) allocate a controlling terminal, since daemons are not supposed to ever have a controlling terminal.

這是為了防止實際的工作的進程主動關聯(lián)或者意外關聯(lián)控制終端，再次 fork 之后生成的新進程由于不是進程組組長，是不能申請關聯(lián)控制終端的。

綜上，二次 fork 與 setsid 的作用是生成新的進程組，防止工作進程關聯(lián)控制終端。

SIGHUP 信號處理

一個進程收到 SIGHUP 信號的默認動作是結束進程。

而 SIGHUP 會在如下情況下發(fā)出：

• 控制終端斷開，SIGHUP 發(fā)送到進程組組長
• 進程組組長退出，SIGHUP 會發(fā)送到進程組中的前臺進程
• SIGHUP 常被用于通知進程重載配置文件（APUE 中提及，daemon 由于沒有控制終端，被認為不可能會收到這一個信號，所以選擇復用）

由于實際的工作進程不在前臺進程組中，而且進程組的組長已經退出并且沒有控制終端，不處理正常情況下當然也沒有問題，然而為了防止偶然的收到 SIGHUP 導致進程退出，也為了遵循守護進程程序設計的慣例，還是應當處理這一信號。

Zombie 進程處理

何為 Zombie 進程

簡單來說，子進程先于父進程退出，父進程沒有調用 wait 系統(tǒng)調用處理，進程變?yōu)?Zombie 進程。

子進程先于父進程退出時，會向父進程發(fā)送 SIGCHLD 信號，如果父進程沒有處理，子進程也會變?yōu)?Zombie 進程。

Zombie 進程會占用可 fork 的進程數(shù)，Zombie 進程過多會導致無法 fork 新的進程。

此外，Linux 系統(tǒng)中 ppid 為 init 進程的進程，變?yōu)?Zombie 后會由 init 進程回收管理。

Zombie 進程的處理

從 Zombie 進程的特點，對于多進程的daemon，可以通過兩個途徑解決這一問題：

• 父進程處理 SIGCHLD
PHP? posix ??? PHP?? ? ???? ??? ???? ? ???? posix_setsid() ??? ?????.
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init ????? orphan ????? ?????. ?, orphan ????? ppid? 1? ???. ?? ??? ??

?? setsid ??? ??? ???? ?? ??? ??? ? ??? -1? ?????.

? ?? ?? ??? ?? ??? ??? ????.

?  ~ cat test_umask.php
<?php
        chdir('/tmp');
        umask(0066);
        mkdir('test_umask', 0777);
?  ~ php test_umask.php
?  ~ ll /tmp | grep umask
drwx--x--x 2 root root 4.0K 8月  22 17:35 test_umask

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?? ???? b? ??? ?? ?? ???? ?????. ??:

???? ?? ?: 
?  ~ strace -p 6723
Process 6723 attached - interrupt to quit
restart_syscall(<... resuming interrupted call ...>) = 0
write(1, "1503417004\n", 11)            = 11
rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, [CHLD], [], 8) = 0
rt_sigaction(SIGCHLD, NULL, {SIG_DFL, [], 0}, 8) = 0
rt_sigprocmask(SIG_SETMASK, [], NULL, 8) = 0
nanosleep({10, 0}, 0x7fff71a30ec0)      = 0
write(1, "1503417014\n", 11)            = -1 EIO (Input/output error)
close(2)                                = 0
close(1)                                = 0
munmap(0x7f35abf59000, 4096)            = 0
close(0)                                = 0
??ps ???? process_b? TTY? ? ?????  ?, ?? ?? ???? ????. ????? ???? ??? ??? ??? ? ????. process_b? ???? ?? ??? ???? ???? ? ?? ?? ??? ?? ??? ?????? ????A answer??StackOverflow? ? ???????:?????? ? ?? ?? (2) ? ????? ?? ??? ???? ??? ?? ???? ?? ? ???? (???) ?? ???? ??? ? ??? ?? ?? ????.???? ????? ?? ?? ????? ?? ???? ????? ????? ??? ???? ?? ???? ?? ?? ??? ? ??? ? ????? ???? ??? ??? ??? ??? ?? ????? ??? ??? ? ????. ????????? ?? ??? setid? ??? ??? ???? ??? ???? ?? ????? ?? ???? ???? ?? ???? ????. ????????SIGHUP ?? ?? ???????? SIGHUP ??? ?? ????? ?? ??? ????? ???? ????. ??????? SIGHUP? ?? ???? ?????: ??
???? ???? ??? ???? SIGHUP? ???? ?? ???? ?????. ???????? ?? ??? ???? SIGHUP? ????? ???? ??? ????? ???? ????SIGHUP? ?? ??? ?? ????? ????? ??? ? ?? ?????(APUE?? ??? ???? ?? ???? ???? ? ??? ???? ?? ?????? ???? ??? ?????). ???) ???????? ?? ????? ????? ???? ??? ??, ???? ??? ??? ???? ?? ???? ?? ??? ??? ????? ???? ??? ??? ????. ??? ????? ??? SIGHUP? ???? ????? ???? ?? ????? ?? ????? ??? ??? ?? ? ??? ?? ???? ???. ?????????? ???? ?????????????? ????? ?????????????? ???, ?? ????? ?? ?????? ?? ????, ?? ????? wait ??? ?? ??? ???? ????. , ????? ?? ????? ???. ?????? ????? ?? ?????? ?? ???? ?? ????? SIGCHLD ??? ????. ?? ????? ?? ???? ??? ?? ????? ?? ????? ???. ?????? ????? ??? ? ?? ???? ?? ?????. ?? ????? ?? ??? ??? ????? ??? ? ?? ???. ?????? Linux ?????? ppid? init ????? ????? ??? ? ? init ????? ?? ??? ? ?????. ???????? ???? ?????????? ????? ??? ?? ???? ??? ?? ? ??? ? ?? ???? ??? ? ????. ??
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?  ~ cat test_umask.php
<?php
        chdir('/tmp');
        umask(0066);
        mkdir('test_umask', 0777);
?  ~ php test_umask.php
?  ~ ll /tmp | grep umask
drwx--x--x 2 root root 4.0K 8月  22 17:35 test_umask
所以，為了保證每一次都能按照預期的權限操作文件，需要置0 umask 值。
重定向0/1/2
這里的0/1/2分別指的是 STDIN/STDOUT/STDERR，即標準輸入/輸出/錯誤三個流。
樣例
首先來看一個樣例：
上述代碼幾乎完成了文章最開始部分提及的各個方面，唯一不同的是沒有對標準流做處理。通過 php not_redirect_std_stream_daemon.php 指令也能讓程序在后臺進行。
在 sleep 的間隙，關閉終端，會發(fā)現(xiàn)進程退出。
通過 strace 觀察系統(tǒng)調用的情況：
?  ~ strace -p 6723
Process 6723 attached - interrupt to quit
restart_syscall(<... resuming interrupted call ...>) = 0
write(1, "1503417004\n", 11)            = 11
rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, [CHLD], [], 8) = 0
rt_sigaction(SIGCHLD, NULL, {SIG_DFL, [], 0}, 8) = 0
rt_sigprocmask(SIG_SETMASK, [], NULL, 8) = 0
nanosleep({10, 0}, 0x7fff71a30ec0)      = 0
write(1, "1503417014\n", 11)            = -1 EIO (Input/output error)
close(2)                                = 0
close(1)                                = 0
munmap(0x7f35abf59000, 4096)            = 0
close(0)                                = 0
發(fā)現(xiàn)發(fā)生了 EIO 錯誤，導致進程退出。
原因很簡單，即我們編寫的 daemon 程序使用了當時啟動時終端提供的標準流，當終端關閉時，標準流變得不可讀不可寫，一旦嘗試讀寫，會導致進程退出。
在信海龍的博文《一個echo引起的進程崩潰》中也提到過類似的問題。
解決方案
APUE 樣例
APUE 13.3中提到過一條編程規(guī)則（第6條）：
某些守護進程打開 /dev/null 時期具有文件描述符0、1和2，這樣，任何一個視圖讀標準輸入、寫標準輸出或者標準錯誤的庫例程都不會產生任何效果。因為守護進程并不與終端設備相關聯(lián)，所以不能在終端設備上顯示器輸出，也無從從交互式用戶那里接受輸入。及時守護進程是從交互式會話啟動的，但因為守護進程是在后臺運行的，所以登錄會話的終止并不影響守護進程。如果其他用戶在同一終端設備上登錄，我們也不會在該終端上見到守護進程的輸出，用戶也不可期望他們在終端上的輸入會由守護進程讀取。
簡單來說：
daemon 不應使用標準流
0/1/2 要設定成 /dev/null
例程中使用：
for (i = 0; i < rl.rlim_max; i++)
	close(i);

fd0 = open("/dev/null", O_RDWR);
fd1 = dup(0);
fd2 = dup(0);
實現(xiàn)了這一個功能。dup() （參考手冊）系統(tǒng)調用會復制輸入參數(shù)中的文件描述符，并復制到最小的未分配文件描述符上。所以上述例程可以理解為：
關閉所有可以打開的文件描述符，包括標準輸入輸出錯誤；
打開/dev/null并賦值給變量fd0，因為標準輸入已經關閉了，所以/dev/null會綁定到0，即標準輸入；
因為最小未分配文件描述符為1，復制文件描述符0到文件描述符1，即標準輸出也綁定到/dev/null；
因為最小未分配文件描述符為2，復制文件描述符0到文件描述符2，即標準錯誤也綁定到/dev/null；復制代碼
開源項目實現(xiàn)：Workerman
Workerman 中的 Worker.php 中的 resetStd() 方法實現(xiàn)了類似的操作。
/**
* Redirect standard input and output.
*
* @throws Exception
*/
public static function resetStd()
{
   if (!self::$daemonize) {
       return;
   }
   global $STDOUT, $STDERR;
   $handle = fopen(self::$stdoutFile, "a");
   if ($handle) {
       unset($handle);
       @fclose(STDOUT);
       @fclose(STDERR);
       $STDOUT = fopen(self::$stdoutFile, "a");
       $STDERR = fopen(self::$stdoutFile, "a");
   } else {
       throw new Exception('can not open stdoutFile ' . self::$stdoutFile);
   }
}
Workerman 中如此實現(xiàn)，結合博文，可能與 PHP 的 GC 機制有關，對于 fd 0 1 2來說，PHP 會維持對這三個資源的引用計數(shù)，在直接 fclose 之后，會使得這幾個 fd 對應的資源類型的變量引用計數(shù)為0，導致觸發(fā)回收。所需要做的就是將這些變量變?yōu)槿肿兞?，保證引用的存在。
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