python fork()创建新的进程,daemon进程

fork进程后的程序流程

使用fork创建子进程后，子进程会复制父进程的数据信息，而后程序就分两个进程继续运行后面的程序，这也是fork（分叉）名字的含义了。在子进程内，这个方法会返回0；在父进程内，这个方法会返回子进程的编号PID。可以使用PID来区分两个进程：

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

import os

#创建子进程之前声明的变量
source = 10

try:
pid = os.fork()

if pid == 0: #子进程
print "this is child process."
#在子进程中source自减1
source = source - 1
sleep(3)
else: #父进程
print "this is parent process."

print source
except OSError, e:
pass

上面代码中，在子进程创建前，声明了一个变量source，然后在子进程中自减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。为了明显区分父进程和子进程，让子进程睡3秒，就看的比较明显了。

既然子进程是父进程创建的，那么父进程退出之后，子进程会怎么样呢？此时，子进程会被PID为1的进程接管，就是init进程了。这样子进程就不会受终端退出影响了，使用这个特性就可以创建在后台执行的程序，俗称守护进程（daemon）。

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import os

def child():
print 'A new child:', os.getpid()
print 'Parent id is:', os.getppid()
os._exit(0)

def parent():
while True:
newpid=os.fork()
print newpid
if newpid==0:
child()
else:
pids=(os.getpid(),newpid)
print "parent:%d,child:%d"%pids
print "parent parent:",os.getppid()
if raw_input()=='q':
break

parent()

在我们加载了os模块之后，我们parent函数中fork()函数生成了一个子进程，返回值newpid有两个，一个为0，用以表示子进程，一个是大于0的整数，用以表示父进程，这个常数正是子进程的pid. 通过print语句我们可以清晰看到两个返回值。如果fork()返回值是一个负值，则表明子进程生成不成功(这个简单程序中没有考虑这种情况)。如果newpid==0,则表明我们进入到了子进程，也就是child()函数中，在子进程中我们输出了自己的id和父进程的id。如果进入了else语句，则表明newpid>0，我们进入到父进程中，在父进程中os.getpid()得到自己的id,fork()返回值newpid表示了子进程的id,同时我们输出了父进程的父进程的id.
通过实验我们可以看到if和else语句的执行顺序是不确定的，子、父进程的执行顺序由操作系统的调度算法来决定。

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

import os, sys, time

#产生子进程，而后父进程退出
pid = os.fork()
if pid > 0:
sys.exit(0)

#修改子进程工作目录
os.chdir("/")
#创建新的会话，子进程成为会话的首进程
os.setsid()
#修改工作目录的umask
os.umask(0)

#创建孙子进程，而后子进程退出
pid = os.fork()
if pid > 0:
sys.exit(0)

#重定向标准输入流、标准输出流、标准错误
sys.stdout.flush()
sys.stderr.flush()
si = file("/dev/null", 'r')
so = file("/dev/null", 'a+')
se = file("/dev/null", 'a+', 0)
os.dup2(si.fileno(), sys.stdin.fileno())
os.dup2(so.fileno(), sys.stdout.fileno())
os.dup2(se.fileno(), sys.stderr.fileno())

#孙子进程的程序内容
while True:
time.sleep(10)
f = open('/home/test.txt', 'a')
f.write('hello')

上面的程序没有任何错误处理，但是不影响原理分析。如果要应用到项目里，还需完善。下面笔者谈下自己对每个步骤的理解。

1、fork子进程，父进程退出

通常，我们执行服务端程序的时候都会通过终端连接到服务器，成功连接后会加载shell环境，终端和shell都是进程，shell进程是终端进程的子进程，通过ps命令可以很容易的查看到。在这个shell环境下一开始执行的程序都是shell进程的子进程，自然会受到shell进程的影响。在程序里fork子进程后，父进程退出，对了shell进程来说，这个父进程就算执行完了，而产生的子进程会被init进程接管，从而也就脱离了终端的控制。

2、修改子进程的工作目录

子进程在创建的时候会继承父进程的工作目录，如果执行的程序是在u盘里的，就会导致u盘不能卸载。

3、创建新会话

使用setsid后，子进程就会成为新会话的首进程（session leader）；子进程会成为新进程组的组长进程；子进程没有控制终端。

4、修改umask

由于umask会屏蔽权限，所以设定为0，这样可以避免读写文件时碰到权限问题。

5、fork孙子进程，子进程退出

经过上面几个步骤后，子进程会成为新的进程组老大，可以重新申请打开终端，为了避免这个问题，fork孙子进程出来。

6、重定向孙子进程的标准输入流、标准输出流、标准错误流到/dev/null

因为是守护进程，本身已经脱离了终端，那么标准输入流、标准输出流、标准错误流就没有什么意义了。所以都转向到/dev/null，就是都丢弃的意思。