Skip to content

linux-c-system-programming-essentials-p6-processes-p1.md

Latest commit

 

History

History
267 lines (199 loc) · 12 KB

linux-c-system-programming-essentials-p6-processes-p1.md

File metadata and controls

267 lines (199 loc) · 12 KB

Функция system()

Это более высокоуровневый способ работы с процессами, более удобный, чем вручную использовать execl() и fork().

Функция system() принимает параметром команду, которую нужно выполнить, также как мы пишем ее в терминале.

Внутри себя она использует:

  1. fork() для создания копии текущего процесса.
  2. execl() для замещения этой копии процесса на другую программу.

Находится в заголовке <stdlib.h>.

Пример программы

process_system.c:
Ссылка

Эта простая программа выполняет touch zika.txt в отдельном дочернем процессе, используя функцию system().

Простой вызов system() выполняет внутри себя fork() а потом execl(). Посмотрите еще раз, как с ними работать в предыдущих разделах, и вы поймете ее лаконичность, ограничиваясь только одним вызовом system() он внутри себя делает всю неприятную работу.

int system_result = system("touch zika.txt");

if( system_result == -1)
{
    perror("some error in command.");
    exit(1);
}

exit(0);

При вызове этой программы, произойдет следующее:

  1. Создется новый, дочерний процесс.
  2. В этом дочернем отдельном процессе выполнится touch zika.txt
  3. В итоге мы имеем файл zika.txt , там, где вызвали нашу программу.

Создание фоновых процессов

Фоновый процесс, также называемый демоном (daemon). Он запускается в ОС и выполняет какие-то задачи.
Примеры демонов:

  • веб-серверы - nginx, apache.
  • ssh - сервис, который помогает удаленно управлять ОС, в безопасном режиме.

Демоны уже не делают вручную (!!!)

Далее будет описан примерный план создания своего демона, однако в большинстве систем есть менеджер сервисов, например systemd .
С этим менеджером можно создавать сервисы и управлять ими. Не нужно возиться с fork'ами , можно делать перезапуск, есть логи и так далее, все удобства.

То есть мы только берем программу, создаем из нее сервис c помощью systemd и все, фоновый сервис готов!

Демон создается через fork() , но "ритуал" создания демона отличается от просто создания дочернего процесса, выглядит он так:

  • С помощью функции setsid(), разрывается связь с управляющим терминалом (tty), чтобы его нельзя было отменить через CTRL+D.
  • Делается двойной (double-forking) fork(), дочерний процесс создает еще один процесс, чтобы демон точно не был лидером сессии.
  • Все унаследованные дескрипторы закрываются или перенаправляются (STDIN, STDOUT, STDERR и так далее).
  • Меняется рабочая директория на основную - "/", функцией chdir(), чтобы демон не держал точку монтирования.
  • Сбрасывается маска прав через функцию umask(0) , чтобы не зависеть от родителя.

Итого, чтобы демон стал полностью независимым и автономным, нужно оторвать его от наследований. Процесс становится демоном, когда он вручную "оторван" от:

  1. Терминала
  2. Сессии
  3. Унаследованных дескрипторов

НО! используйте вместо этого systemd !!!

Работа с менеджером-сервисов systemd

Тот самый главный процесс с идентификатором 1 это systemd !

  • Демоны обрабатываются c помощью специальных файлов unit files.
  • Логирование обрабатывается с помощью journald

Чтобы увидеть все активные фоновые юниты (units):

systemctl

Все сервисы (юнит-файлы) размещаются в /lib/systemd/system .

Чтобы увидеть журнал логов от сервисов:

sudo journalctl

1. Создание программы

process_system_daemon:
Ссылка

Программа каждые 5 секунд пишет в stderr сообщение. Если ее запустить из терминала, то сообщения будут видны в терминале.

Это самый банальный пример процесса-демона, который каждые N секунд что-то делает.

Когда эта программа будет работать как сервис через systemd она будет выводит свои сообщения в файлы логов. И работать в фоне, не завися от терминала.

Такие программы, должны обрабатывать сигналы и ОС, чтобы понять что делать при получении сигнала.

/* .... */
static void on_signal(int sig) 
{
    /* to supress unsused warning */
    (void)sig; 
    g_stop = 1;
}
/* .... */
/* .... */
struct sigaction sa = {0};
sa.sa_handler = on_signal;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);
/* .... */

В нашем случае, при любом из сигналов SIGINT (прерывание) или SIGTERM (прекращение) , происходит изменение атомарной переменной g_stop, которая сигнализирует о том, что цикл программы (в котором она каждые 5 секунд делает вывод сообщений) нужно остановить:

while(!g_stop) 
{
    log_line("[my_daemon] XXX tick=%lu", tick);
    tick++;

    sleep_monotonic(interval);
}

Затем программу нужно собрать:

cc -O2 -Wall -Wextra -pedantic process_system_daemon.c -o process_system_daemon

И отправить в /usr/local/bin , чтобы запускать ее из systemd:

cp process_system_daemon /usr/local/bin/process_system_daemon

2. Создание юнит-файла

Чтобы systemd понимал что делать с программой, создается юнит-файл, где описывается информация о программе.

touch process_system_daemon.service

Внутри должны быть минимальные параметры для создания сервиса:

Описание сервиса

[Unit]
Description=Simple XXX test daemon

Конфигурация сервиса

  1. Type - тип сервиса.
  2. ExecStart - команда для запуска (путь к исполняемому и аргументы).
  3. Restart - событие для перезапуска.
  4. RestartSec - время перезапуска.
  5. StandardOutput - стрим для стандартного вывода (идет в журнал логов!).
  6. StandardError - стрим для вывода ошибок (идет в журнал логов!).
[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/process_system_daemon 3

Restart=on-failure
RestartSec=2s

StandardOutput=journal
StandardError=journal

Поведение при установке сервиса
При запуске systemctl enable ... будет создан симлинк для работы сервиса.

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Теперь это файл process_system_daemon.service нужно скопировать в папку с сервисами systemd:

sudo cp process_system_daemon.service /etc/systemd/system/process_system_daemon.service

3. Запуск сервиса

Теперь, когда необходимые файлы готовы по путям:

  1. Исполняемый файл программы - /usr/local/bin/process_system_daemon
  2. Юнит-файл - /etc/systemd/system/process_system_daemon.service

Можно запустить сервис:

sudo systemctl daemon-reload

sudo systemctl enable --now process_system_daemon.service

Проверяем статус:

sudo systemctl status process_system_daemon.service

Вывод о статусе должен содержать active и enabled, означающие что сервис запущен и включен. Примерно так:

● process_system_daemon.service - Simple XXX test daemon
     Loaded: loaded (/etc/systemd/system/process_system_daemon.service; enabled; preset: disabled)
    Drop-In: /usr/lib/systemd/system/service.d
             └─10-timeout-abort.conf
     Active: active (running) since Thu 2025-09-25 17:32:51 MSK; 40s ago

Сервис запущен и работает, можно посмотреть на его логи из журнала:

journalctl -u process_system_daemon.service

Видно те самые логи, которые мы отправляем из демона:

Sep 25 17:32:51 192-168-0-116.local process_system_daemon[7901]: [my_daemon] XXX start pid=7901, interval=3.000 sec
Sep 25 17:32:51 192-168-0-116.local process_system_daemon[7901]: [my_daemon] XXX tick=1
Sep 25 17:32:54 192-168-0-116.local process_system_daemon[7901]: [my_daemon] XXX tick=2
Sep 25 17:32:57 192-168-0-116.local process_system_daemon[7901]: [my_daemon] XXX tick=3
...

Остановка, перезапуск и удаление сервиса

Перезапуск

sudo systemctl restart process_system_daemon.service

Остановка

sudo systemctl stop process_system_daemon.service

Удаление

sudo systemctl disable --now process_system_daemon.service 
sudo systemctl stop process_system_daemon.service

sudo rm /usr/local/bin/process_system_daemon
sudo rm /etc/systemd/system/process_system_daemon.service

sudo systemctl reset-failed
sudo systemctl daemon-reload

Следующая статья