守护进程（Daemon）是一种在后台运行的进程，可以在系统启动时自动启动，并在系统关闭时自动关闭。它们通常用于执行一些系统级的任务，如日志记录、备份、定时任务等。Python提供了实现守护进程的方法，本篇文章将从多个角度分析其用法实例。
1. 创建守护进程
要创建一个守护进程，我们需要执行以下步骤：
- 创建一个子进程；
- 在子进程中调用os.setsid()方法创建新的会话，并使子进程成为该会话的领头进程；
- 在子进程中再次创建一个子进程，以避免该子进程在未来成为会话领头进程；
- 在第二个子进程中关闭标准输入、输出和错误输出，以避免守护进程和终端之间的交互；
- 在第二个子进程中调用守护进程的核心功能。
以下是一个简单的守护进程实现代码：
```
import os
import sys
import time
def daemonize():
# 创建子进程
pid = os.fork()
if pid > 0:
sys.exit(0)
# 创建新会话并使子进程成为领头进程
os.setsid()
# 再次创建子进程
pid = os.fork()
if pid > 0:
sys.exit(0)
# 关闭标准输入、输出和错误输出
sys.stdin.close()
sys.stdout.close()
sys.stderr.close()
# 执行守护进程的核心功能
while True:
print("Daemon is running...")
time.sleep(1)
if __name__ == '__main__':
daemonize()
```
在这个例子中，我们创建了一个简单的守护进程，它每秒钟打印一次“Daemon is running...”。注意，我们在第二个子进程中关闭了标准输入、输出和错误输出。这是因为守护进程不应该与终端交互。
2. 启动和停止守护进程
要启动和停止守护进程，我们可以编写一个简单的启动脚本。以下是一个示例：
```
import os
import sys
import signal
import time
def start():
# 启动守护进程
pid = os.fork()
if pid > 0:
sys.exit(0)
# 在子进程中执行守护进程
daemonize()
def stop():
# 从PID文件中读取守护进程的进程ID
with open('/var/run/mydaemon.pid', 'r') as pidfile:
pid = int(pidfile.read())
# 发送SIGTERM信号以停止守护进程
os.kill(pid, signal.SIGTERM)
if __name__ == '__main__':
if len(sys.argv) == 2:
if sys.argv[1] == 'start':
start()
elif sys.argv[1] == 'stop':
stop()
else:
print('Usage: {} [start|stop]'.format(sys.argv[0]))
sys.exit(2)
else:
print('Usage: {} [start|stop]'.format(sys.argv[0]))
sys.exit(2)
```
在这个例子中，我们创建了一个名为“mydaemon”的守护进程，并将其进程ID保存在“/var/run/mydaemon.pid”文件中。要启动守护进程，我们可以执行以下命令：
```
python mydaemon.py start
```
要停止守护进程，我们可以执行以下命令：
```
python mydaemon.py stop
```
3. 日志记录
守护进程通常需要记录日志，以便在出现问题时进行故障排除。Python提供了标准的日志模块，我们可以使用它来记录守护进程的日志。
以下是一个将日志记录到文件的守护进程示例：
```
import os
import sys
import time
import logging
def daemonize():
# 创建子进程
pid = os.fork()
if pid > 0:
sys.exit(0)
# 创建新会话并使子进程成为领头进程
os.setsid()
# 再次创建子进程
pid = os.fork()
if pid > 0:
sys.exit(0)
# 关闭标准输入、输出和错误输出
sys.stdin.close()
sys.stdout.close()
sys.stderr.close()
# 配置日志记录器
logging.basicConfig(filename='/var/log/mydaemon.log', level=logging.DEBUG)
# 执行守护进程的核心功能
while True:
logging.debug("Daemon is running...")
time.sleep(1)
if __name__ == '__main__':
daemonize()
```
在这个例子中，我们使用logging.basicConfig()方法配置了日志记录器，并将日志记录到“/var/log/mydaemon.log”文件中。我们还使用logging.debug()方法记录了一个调试消息。
4. 守护进程的异常处理
守护进程应该能够处理异常，以便在出现问题时进行故障排除。以下是一个将异常记录到日志文件中的守护进程示例：
```
import os
import sys
import time
import logging
def daemonize():
# 创建子进程
pid = os.fork()
if pid > 0:
sys.exit(0)
# 创建新会话并使子进程成为领头进程
os.setsid()
# 再次创建子进程
pid = os.fork()
if pid > 0:
sys.exit(0)
# 关闭标准输入、输出和错误输出
sys.stdin.close()
sys.stdout.close()
sys.stderr.close()
# 配置日志记录器
logging.basicConfig(filename='/var/log/mydaemon.log', level=logging.DEBUG)
# 执行守护进程的核心功能
while True:
try:
logging.debug("Daemon is running...")
time.sleep(1)
except Exception as e:
logging.exception(e)
if __name__ == '__main__':
daemonize()
```
在这个例子中，我们使用try/except语句捕获了任何异常，并使用logging.exception()方法记录了异常消息。
