守护进程编程

1. 解释守护进程的含义及编程实现过程

守护进程（Daemon） 是在后台运行的一种特殊进程，脱离终端控制，通常用于提供系统服务（如 HTTP 服务、数据库服务）。其特点包括：

1.生命周期长，随系统启动/关闭。

2.无控制终端，输出不直接显示到屏幕。

3.通常在系统启动时通过脚本启动。

编程实现步骤：

1.调用 fork() 创建子进程，父进程退出：脱离终端控制。

2.调用 setsid() 创建新会话：成为会话组长和进程组长。

3.忽略 SIGHUP 信号：防止会话终止影响守护进程。

4.再次 fork() 并退出父进程：确保非会话组长，避免获取终端。

5.更改工作目录为根目录 /：避免占用可卸载文件系统。

6.重设文件权限掩码 umask(0)：灵活控制文件权限。

7.关闭/重定向文件描述符：关闭不必要的输入输出，重定向标准流到 /dev/null 或日志文件。

代码：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid > 0) exit(0); // 父进程退出
    setsid();              // 创建新会话
    chdir("/");            // 切换工作目录
    umask(0);              // 重设文件权限掩码
    close(STDIN_FILENO);   // 关闭标准输入输出
    close(STDOUT_FILENO);
    close(STDERR_FILENO);
    // 守护进程主循环
    while (1) { /* ... */ }
    return 0;
}

2. 三种方法创建守护进程（阿里云 & 树莓派）

fork() 函数编程

代码：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    if (fork() > 0) exit(0);
    setsid();
    chdir("/");
    umask(0);
    // 可选：重定向标准流到日志
    freopen("/tmp/daemon.log", "w", stdout);
    while (1) { /* 任务逻辑 */ }
    return 0;
}

编译运行：

gcc daemon_fork.c -o daemon_fork
./daemon_fork

验证方法：

• ps aux | grep 进程名

• 查看日志文件 /tmp/daemon.log（如有输出重定向）。

3. GDB 调试原理及实战

GDB 调试原理：

基于 ptrace 系统调用，通过控制目标进程的执行流。

实现断点：插入 int 3 指令触发 SIGTRAP 信号。

单步执行：通过设置处理器标志位实现逐指令跟踪。

实战步骤（以调试 test.c 为例）：

编译带调试信息：

gcc -g test.c -o test

启动 GDB：

gdb ./test

常用命令：

• break main：在 main 函数设断点。

• run：启动程序。

• next（n）：单步执行。

• print var：打印变量值。

• backtrace（bt）：查看调用栈。

4. SSH 反向代理实现树莓派外网访问

步骤：

树莓派配置（主动连接阿里云）

ssh -fNTR 2222:localhost:22 user@aliyun-ip

-R 2222:localhost:22：将阿里云的 2222 端口转发到树莓派的 SSH 端口。

-fN：后台运行，不执行远程命令。

阿里云安全组：开放 2222 端口入方向。

阿里云 SSH 配置（确保允许端口转发）：
修改 /etc/ssh/sshd_config：

GatewayPorts yes

重启 SSH 服务：

systemctl restart sshd

外部访问树莓派：

ssh -p 2222 pi@aliyun-ip

持久化连接（使用 autossh）

树莓派安装 autossh：

sudo apt install autossh

创建 systemd 服务（/etc/systemd/system/autossh-tunnel.service）：

[Unit]
Description=AutoSSH Tunnel
After=network.target

[Service]
ExecStart=/usr/bin/autossh -M 0 -o "ServerAliveInterval 30" -o "ServerAliveCountMax 3" -NR 2222:localhost:22 user@aliyun-ip
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

启动服务：

systemctl enable --now autossh-tunnel