C++如何实现守护进程？（Linux daemon编写指南）

守护进程必须 fork 两次：第一次使子进程成为孤儿并由 init/systemd 接管，第二次确保无法获取控制终端；再调用 setsid() 创建新会话、chdir(“/”)、umask(0)，并显式重定向 stdin/stdout/stderr 至 /dev/NULL。

fork 两次是必须的，不是为了炫技

守护进程必须脱离终端控制，否则 SIGHUP 会随终端关闭直接杀死进程。一次 fork 不够——子进程仍属于原会话，可能继承控制终端；第二次 fork 后，孙子进程调用 setsid() 创建新会话，彻底断开与终端、进程组、会话的关联。

常见错误：只 fork 一次就 setsid()，结果进程仍可能被 SIGHUP 终止，或在 systemd 下被标记为 “not a daemon”。

• 第一次 fork()：父进程退出，子进程成为孤儿，由 init（或 systemd）接管
• 子进程调用 setsid()：脱离原会话，获得新会话 leader 身份，且失去控制终端
• 第二次 fork()：确保该进程无法再次获取控制终端（POSIX 要求）
• 子进程再调用 chdir("/") 和 umask(0)：避免阻塞卸载文件系统、统一权限掩码

标准输入/输出/错误必须重定向到 /dev/null

不重定向会导致守护进程意外持有终端 fd，systemd 或 supervisord 可能拒绝启动，或日志混乱。尤其 stdout 和 stderr 若未关闭，某些库（如 glibc 日志）会尝试写入已失效的终端，触发 SIGPIPE。

使用场景：你希望日志走 syslog 或文件，而不是终端回显。

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• 用 close(STDIN_FILENO) 关闭三个标准 fd
• 用 open("/dev/null", O_RDWR) 三次，确保 fd 0/1/2 被复用为 /dev/null
• 不要只 dup2 一次然后假设其他 fd 自动就位——dup2 不保证重用最小可用 fd，必须显式覆盖 0、1、2

systemd 下不要自己 fork，否则会冲突

如果你的服务由 systemd 管理（绝大多数现代 linux 发行版默认如此），手动 fork + setsid 是错的。Type=forking 需要程序自己 daemonize，但更推荐 Type=simple —— systemd 期望主进程不 fork，它自己负责后台化和生命周期管理。

错误现象：systemctl status mydaemon 显示 “inactive (dead)”，日志里有 Failed to start daemon: No such file or Directory，其实是 systemd 找不到它认为的“主进程”。

• 用 Type=simple，程序入口直接运行业务逻辑，不 fork
• 删掉所有 fork/setsid/重定向代码，让 systemd 处理后台化
• 若必须兼容传统 init（如 SysV），可加编译宏区分：定义 DAEMONIZE 时才执行 fork 流程
• 注意：systemd 的 StandardInput=null 和 StandardOutput=journal 已隐式处理了 fd 重定向

信号处理要谨慎，尤其是 SIGCHLD 和 SIGHUP

守护进程常忽略 SIGHUP，但若没显式设置，它仍按默认行为终止——这点容易被忽略。而 SIGCHLD 若未处理，子进程变成僵尸；若错误地 waitpid(-1, &status, WNOHANG) 在循环里狂轮询，又可能饿死 CPU。

性能影响：信号 handler 里做复杂操作（如打开文件、分配内存）是危险的，因为信号可能中断任意系统调用。

• 用 sigemptyset(&sa.sa_mask) + sa.sa_flags = SA_RESTART 设置 handler，避免被中断的系统调用失败
• SIGHUP 通常用于重载配置，不是必须忽略；若真要忽略，用 signal(SIGHUP, SIG_IGN) 显式声明
• SIGCHLD handler 内只调用 waitpid(-1, &status, WNOHANG) 一次，不循环，避免漏掉多个子进程退出事件
• 避免在 signal handler 中调用 printf、malloc、open 等非 async-signal-safe 函数

真正麻烦的从来不是 fork 或 setsid，而是信号语义和 systemd 模式切换之间的隐含契约——写的时候以为在跑裸机，上线才发现跑在容器或 systemd 里，所有“标准做法”都成了反模式。