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一、简介
守护进程最重要的特性是后台运行；它必须与其运行前的环境隔离开来，这些环境包括未关闭的文件描述符、控制终端、会话和进程组、工作目录以及文件创建掩码等；它可以在系统启动时从启动脚本/etc/rc.d中启动，可以由inetd守护进程启动，也可以有作业规划进程crond启动，还可以由用户终端（通常是shell）执行。
Python有时需要保证只运行一个脚本实例，以避免数据的冲突。
二、Python守护进程
1、函数实现
#!/usr/bin/env python
#coding: utf-8
import sys, os '''将当前进程fork为一个守护进程 注意：如果你的守护进程是由inetd启动的，不要这样做！inetd完成了 所有需要做的事情，包括重定向标准文件描述符，需要做的事情只有chdir()和umask()了
''' def daemonize (stdin='/dev/null', stdout='/dev/null', stderr='/dev/null'): #重定向标准文件描述符（默认情况下定向到/dev/null） try: pid = os.fork() #父进程(会话组头领进程)退出，这意味着一个非会话组头领进程永远不能重新获得控制终端。 if pid > 0: sys.exit(0) #父进程退出 except OSError, e: sys.stderr.write ("fork #1 failed: (%d) %s\n" % (e.errno, e.strerror) ) sys.exit(1) #从母体环境脱离 os.chdir("/") #chdir确认进程不保持任何目录于使用状态，否则不能umount一个文件系统。也可以改变到对于守护程序运行重要的文件所在目录 os.umask(0) #调用umask(0)以便拥有对于写的任何东西的完全控制，因为有时不知道继承了什么样的umask。 os.setsid() #setsid调用成功后，进程成为新的会话组长和新的进程组长，并与原来的登录会话和进程组脱离。 #执行第二次fork try: pid = os.fork() if pid > 0: sys.exit(0) #第二个父进程退出 except OSError, e: sys.stderr.write ("fork #2 failed: (%d) %s\n" % (e.errno, e.strerror) ) sys.exit(1) #进程已经是守护进程了，重定向标准文件描述符 for f in sys.stdout, sys.stderr: f.flush() si = open(stdin, 'r') so = open(stdout, 'a+') se = open(stderr, 'a+', 0) os.dup2(si.fileno(), sys.stdin.fileno()) #dup2函数原子化关闭和复制文件描述符 os.dup2(so.fileno(), sys.stdout.fileno()) os.dup2(se.fileno(), sys.stderr.fileno()) #示例函数：每秒打印一个数字和时间戳
def main(): import time sys.stdout.write('Daemon started with pid %d\n' % os.getpid()) sys.stdout.write('Daemon stdout output\n') sys.stderr.write('Daemon stderr output\n') c = 0 while True: sys.stdout.write('%d: %s\n' %(c, time.ctime())) sys.stdout.flush() c = c+1 time.sleep(1) if __name__ == "__main__": daemonize('/dev/null','/tmp/daemon_stdout.log','/tmp/daemon_error.log') main() 可以通过命令ps -ef | grep daemon.py查看后台运行的继承，在/tmp/daemon_error.log会记录错误运行日志，在/tmp/daemon_stdout.log会记录标准输出日志。
2、类实现
#!/usr/bin/env python
#coding: utf-8 #python模拟linux的守护进程 import sys, os, time, atexit, string
from signal import SIGTERM class Daemon: def __init__(self, pidfile, stdin='/dev/null', stdout='/dev/null', stderr='/dev/null'): #需要获取调试信息，改为stdin='/dev/stdin', stdout='/dev/stdout', stderr='/dev/stderr'，以root身份运行。 self.stdin = stdin self.stdout = stdout self.stderr = stderr self.pidfile = pidfile def _daemonize(self): try: pid = os.fork() #第一次fork，生成子进程，脱离父进程 if pid > 0: sys.exit(0) #退出主进程 except OSError, e: sys.stderr.write('fork #1 failed: %d (%s)\n' % (e.errno, e.strerror)) sys.exit(1) os.chdir("/") #修改工作目录 os.setsid() #设置新的会话连接 os.umask(0) #重新设置文件创建权限 try: pid = os.fork() #第二次fork，禁止进程打开终端 if pid > 0: sys.exit(0) except OSError, e: sys.stderr.write('fork #2 failed: %d (%s)\n' % (e.errno, e.strerror)) sys.exit(1) #重定向文件描述符 sys.stdout.flush() sys.stderr.flush() si = file(self.stdin, 'r') so = file(self.stdout, 'a+') se = file(self.stderr, 'a+', 0) os.dup2(si.fileno(), sys.stdin.fileno()) os.dup2(so.fileno(), sys.stdout.fileno()) os.dup2(se.fileno(), sys.stderr.fileno()) #注册退出函数，根据文件pid判断是否存在进程 atexit.register(self.delpid) pid = str(os.getpid()) file(self.pidfile,'w+').write('%s\n' % pid) def delpid(self): os.remove(self.pidfile) def start(self): #检查pid文件是否存在以探测是否存在进程 try: pf = file(self.pidfile,'r') pid = int(pf.read().strip()) pf.close() except IOError: pid = None if pid: message = 'pidfile %s already exist. Daemon already running!\n' sys.stderr.write(message % self.pidfile) sys.exit(1) #启动监控 self._daemonize() self._run() def stop(self): #从pid文件中获取pid try: pf = file(self.pidfile,'r') pid = int(pf.read().strip()) pf.close() except IOError: pid = None if not pid: #重启不报错 message = 'pidfile %s does not exist. Daemon not running!\n' sys.stderr.write(message % self.pidfile) return #杀进程 try: while 1: os.kill(pid, SIGTERM) time.sleep(0.1) #os.system('hadoop-daemon.sh stop datanode') #os.system('hadoop-daemon.sh stop tasktracker') #os.remove(self.pidfile) except OSError, err: err = str(err) if err.find('No such process') > 0: if os.path.exists(self.pidfile): os.remove(self.pidfile) else: print str(err) sys.exit(1) def restart(self): self.stop() self.start() def _run(self): """ run your fun""" while True: #fp=open('/tmp/result','a+') #fp.write('Hello World\n') sys.stdout.write('%s:hello world\n' % (time.ctime(),)) sys.stdout.flush() time.sleep(2) if __name__ == '__main__': daemon = Daemon('/tmp/watch_process.pid', stdout = '/tmp/watch_stdout.log') if len(sys.argv) == 2: if 'start' == sys.argv[1]: daemon.start() elif 'stop' == sys.argv[1]: daemon.stop() elif 'restart' == sys.argv[1]: daemon.restart() else: print 'unknown command' sys.exit(2) sys.exit(0) else: print 'usage: %s start|stop|restart' % sys.argv[0] sys.exit(2) 运行结果：
可以参考：http://www.jejik.com/articles/2007/02/a_simple_unix_linux_daemon_in_python/，它是当Daemon设计成一个模板，在其他文件中from daemon import Daemon，然后定义子类，重写run()方法实现自己的功能。
class MyDaemon(Daemon): def run(self): while True: fp=open('/tmp/run.log','a+') fp.write('Hello World\n') time.sleep(1) 不足：信号处理signal.signal(signal.SIGTERM, cleanup_handler)暂时没有安装，注册程序退出时的回调函数delpid()没有被调用。
然后，再写个shell命令，加入开机启动服务，每隔2秒检测守护进程是否启动，若没有启动则启动，自动监控恢复程序。
#/bin/sh
while true
do count=`ps -ef | grep "daemonclass.py" | grep -v "grep"` if [ "$?" != "0" ]; then daemonclass.py start fi sleep 2
done 三、python保证只能运行一个脚本实例
1、打开文件本身加锁
#!/usr/bin/env python
#coding: utf-8
import fcntl, sys, time, os
pidfile = 0 def ApplicationInstance(): global pidfile pidfile = open(os.path.realpath(__file__), "r") try: fcntl.flock(pidfile, fcntl.LOCK_EX | fcntl.LOCK_NB) #创建一个排他锁,并且所被锁住其他进程不会阻塞 except: print "another instance is running..." sys.exit(1) if __name__ == "__main__": ApplicationInstance() while True: print 'running...' time.sleep(1) 注意：open()参数不能使用w，否则会覆盖本身文件；pidfile必须声明为全局变量，否则局部变量生命周期结束，文件描述符会因引用计数为0被系统回收（若整个函数写在主函数中，则不需要定义成global）。
2、打开自定义文件并加锁
#!/usr/bin/env python
#coding: utf-8
import fcntl, sys, time
pidfile = 0 def ApplicationInstance(): global pidfile pidfile = open("instance.pid", "w") try: fcntl.lockf(pidfile, fcntl.LOCK_EX | fcntl.LOCK_NB) #创建一个排他锁,并且所被锁住其他进程不会阻塞 except IOError: print "another instance is running..." sys.exit(0) if __name__ == "__main__": ApplicationInstance() while True: print 'running...' time.sleep(1) 3、检测文件中PID
#!/usr/bin/env python
#coding: utf-8
import time, os, sys
import signal pidfile = '/tmp/process.pid' def sig_handler(sig, frame): if os.path.exists(pidfile): os.remove(pidfile) sys.exit(0) def ApplicationInstance(): signal.signal(signal.SIGTERM, sig_handler) signal.signal(signal.SIGINT, sig_handler) signal.signal(signal.SIGQUIT, sig_handler) try: pf = file(pidfile, 'r') pid = int(pf.read().strip()) pf.close() except IOError: pid = None if pid: sys.stdout.write('instance is running...\n') sys.exit(0) file(pidfile, 'w+').write('%s\n' % os.getpid()) if __name__ == "__main__": ApplicationInstance() while True: print 'running...' time.sleep(1) 
4、检测特定文件夹或文件
#!/usr/bin/env python
#coding: utf-8
import time, commands, signal, sys def sig_handler(sig, frame): if os.path.exists("/tmp/test"): os.rmdir("/tmp/test") sys.exit(0) def ApplicationInstance(): signal.signal(signal.SIGTERM, sig_handler) signal.signal(signal.SIGINT, sig_handler) signal.signal(signal.SIGQUIT, sig_handler) if commands.getstatusoutput("mkdir /tmp/test")[0]: print "instance is running..." sys.exit(0) if __name__ == "__main__": ApplicationInstance() while True: print 'running...' time.sleep(1) 也可以检测某一个特定的文件，判断文件是否存在：
import os
import os.path
import time #class used to handle one application instance mechanism
class ApplicationInstance: #specify the file used to save the application instance pid def __init__( self, pid_file ): self.pid_file = pid_file self.check() self.startApplication() #check if the current application is already running def check( self ): #check if the pidfile exists if not os.path.isfile( self.pid_file ): return #read the pid from the file pid = 0 try: file = open( self.pid_file, 'rt' ) data = file.read() file.close() pid = int( data ) except: pass #check if the process with specified by pid exists if 0 == pid: return try: os.kill( pid, 0 ) #this will raise an exception if the pid is not valid except: return #exit the application print "The application is already running..." exit(0) #exit raise an exception so don't put it in a try/except block #called when the single instance starts to save it's pid def startApplication( self ): file = open( self.pid_file, 'wt' ) file.write( str( os.getpid() ) ) file.close() #called when the single instance exit ( remove pid file ) def exitApplication( self ): try: os.remove( self.pid_file ) except: pass if __name__ == '__main__': #create application instance appInstance = ApplicationInstance( '/tmp/myapp.pid' ) #do something here print "Start MyApp" time.sleep(5) #sleep 5 seconds print "End MyApp" #remove pid file appInstance.exitApplication() 上述os.kill( pid, 0 )用于检测一个为pid的进程是否还活着，若该pid的进程已经停止则抛出异常，若正在运行则不发送kill信号。
5、socket监听一个特定端口
#!/usr/bin/env python
#coding: utf-8
import socket, time, sys def ApplicationInstance(): try: global s s = socket.socket() host = socket.gethostname() s.bind((host, 60123)) except: print "instance is running..." sys.exit(0) if __name__ == "__main__": ApplicationInstance() while True: print 'running...' time.sleep(1) 可以将该函数使用装饰器实现，便于重用（效果与上述相同）：
#!/usr/bin/env python
#coding: utf-8
import socket, time, sys
import functools #使用装饰器实现
def ApplicationInstance(func): @functools.wraps(func) def fun(*args,**kwargs): import socket try: global s s = socket.socket() host = socket.gethostname() s.bind((host, 60123)) except: print('already has an instance...') return None return func(*args,**kwargs) return fun @ApplicationInstance
def main(): while True: print 'running...' time.sleep(1) if __name__ == "__main__": main() 四、总结
（1）守护进程和单脚本运行在实际应用中比较重要，方法也比较多，可选择合适的来进行修改，可以将它们做成一个单独的类或模板，然后子类化实现自定义。
（2）daemon监控进程自动恢复避免了nohup和&的使用，并配合shell脚本可以省去很多不定时启动挂掉服务器的麻烦。
（3）若有更好的设计和想法，可随时留言，在此先感谢！
![[Python3]Python面向对象的程序设计](http://pic.xiahunao.cn/[Python3]Python面向对象的程序设计)
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