linux下单例进程的一个实现方式

gwzuankrbz

　　今天在论坛上有朋友问如果截获SIGKILL信号，然后删除锁文件，他主要想要做一个单例进程，进程开始时判断一个文件config的存在性，如果不存在，则创建之然后运行，如果已经存在那么进程退出，进程在退出的时候必须把这个config文件删除以确保不能影响下一次进程的运行，但是问题出来了，如果有人用SIGKILL把他的进程杀死怎么办？于是我的回答就是再建一个进程守护着它的运行，比如用心跳检测就可以，一旦检测不到这个进程的心跳了，那么就帮忙删除掉这个config文件，另一种做法就是将这个单例的进程作为一个父进程的子进程运行，然后在父进程中设置SIGCHLD信号处理器，一旦子进程被杀，那么就会发送信号给父进程，然后父进程在信号处理中可以删除config文件，这样做的话仅仅是多了一层保护，试想如果守护此进程运行的进程或者这个进程的父进程被杀怎么办？改内核是一种方式，比如钩住do_exit内核函数，然后判断结束的是哪个进程后做善后处理，但是如果谁都要通过改内核行为来解决问题的话，那么操作系统的意义何在，内核是为系统服务的，而不是为用户服务的，因此不要指望内核行为完成用户策略，因此这些方式都还不是十全十美的方式。十全十美的方式就是自洽的，不需要别的东西帮忙的方式，不用别的进程，不用什么锁文件，而且这种方式还不能影响别的进程，不能给系统带来不稳定性，因此linux的“小即是好”的思想派上了用场，linux总是可以用很多很小的东西组合成一个很猛的功能，比如今天我想到的一个办法就是用管道实现的。在windows上也可以这么实现但是windows上的管道要复杂些，而且windows中还可以有别的很多方式，比如windows中可以设置全局的信号量和互斥体，它们都可以实现，windows的粒度某种意义上更小，比如windows可以基于窗口发送消息，而linux在系统范围内发送消息的最小单位就是进程，比如基于进程发送信号，虽然如此，windows总是带来很多混乱因为它没有处理好大和小的边界，粒度小是好的，比如像linux哲学所述的那样，但是过于小的话就会相互杂糅不稳定，过大又会臃肿不灵活。因此设计粒度必须是可控范围内的最小值，这个可控范围就是进程，而且必须有一个统一的实体来控制粒度，比如unix/linux中将很多东西往进程的意义上靠拢，因此进程就是unix/linux的中心。下面看看我实现单例的方式吧：   
#include <stdio.h><br>int check( char * name )    <br>{    <br> int len = strlen(name),i = 0;    <br> for(;name[len-1-i]!='/'&amp;&amp;i<len></len> name = name+len-i;    <br> char cmd[64];    <br> sprintf(cmd,"ps -e|grep %s|awk '{print $4}'",name); //拼串，这就是创举的证明，ps，grep，awk都是用管道结合的，而且代价很小，并且ps，grep，awk都不大    <br> FILE *fp;    <br> char pro[64]; //64个字节足够存放进程名字了    <br> fp = popen(cmd, "r");    <br> if(fp != 0)    <br> {    <br> int count = 0; //计数器,记录一共有多少个该进程在运行    <br> while(fgets(pro, 64, fp) &gt; 0)    <br> {    <br> pro[strlen(pro)-1]=0; //去掉后面的换行    <br> if(!strcmp(pro,name))    <br> count++;    <br> }    <br> if( count &gt; 1 ) //超过一个就退出    <br> return 1; <br> pclose(fp);    <br> }    <br> return 0;    <br>}    <br>int main(int argc, char* argv[])    <br>{    <br> if(check(argv[0]))    <br> {    <br> printf("This programe is already runing/n");    <br> exit(1);    <br> }    <br>...//做真正的事    <br> return 0;    <br>}    <br>注释中提到管道的代价不大，事实上很小，看看内核的sys_pipe就知道了，这里就不说了，但是还是有必要说一下用户空间的popen，它是管道创建和执行shell的封装：    <br>FILE * popen(const char *cmdstring, const char *type)    <br>{    <br> int i, pfd[2];    <br> pid_t pid;    <br> FILE *fp;    <br>... //判断参数，并且验证其正确性    <br> pipe(pfd) //创建一对管道    <br> if ( (pid = fork()) == 0) //准备在子进程里面执行新的任务cmdstring    <br> { <br> if (*type == 'r') { //如果父进程是用来read的，那么子进程就是write的，因此关闭掉子进程一对管道的read端    <br> close(pfd[0]);    <br> if (pfd[1] != STDOUT_FILENO) {    <br> dup2(pfd[1], STDOUT_FILENO); //因为子进程是write端，因此将子进程的标准输出重新定向到新创建管道的写端，也就是exec出来的进程的输出全部写到管道里面了，然后父进程将之读出。    <br> close(pfd[1]); //关闭掉管道描述符，它已经没有用了，因为标准输出已经dup到它的内核实体了    <br> }    <br> } else { //对于父进程是写端的情况和上述情况相反，故而不再赘述。    <br>...//关闭文件描述符    <br> execl(SHELL, "sh", "-c", cmdstring, (char *) 0);//真正执行命令    <br>...    <br> }    <br> if (*type == 'r') { //如果父进程为read端，那么要将新创建管道的write端返回给调用的用户    <br> close(pfd[1]);    <br> if ( (fp = fdopen(pfd[0], type)) == NULL)    <br> return(NULL);    <br> } else {//如果父进程为write端则相反    <br>...    <br> return(fp); //返回文件描述符    <br>}</stdio.h>
　　那位朋友问是否不应该用文件锁实现单例，我的回答是：
　　你的办法是标准的做法，别人用SIGKILL杀你的进程才是不好的做法，任何事情都不能做那么绝，冲动是魔鬼。如果你再怕别人用SIGKILL杀你的进 程，那么我刚才给你的程序会有用，不过最好在linux和unix上都测试一下，我怕ps和awk的输出语义在不同系统上会有不同。
　　他问：除了再设置一个守护进程看护这个单例进程外是否还有别的办法。我的回答：
　　写内核模块吧，钩住do_exit内核函数，在里面判断是否退出的是你的那个进程，如果是的话就删除掉那么config文件，然后继续正常的流程。不过我 觉得没有必要这么做，就好像人死亡一样，如果是得病死去或者自杀，那么有足够的时间交待后事，当然猝死病除外，然而意外死亡的话，比如车祸，误杀等等几乎 没有任何机会交待后事的。
　　他最开始问：能否捕捉到SIGKILL信号，然后做善后工作。我的回答：
　　对于SIGKILL，被杀进程本身没有机会做任何事情，但是并不是说就没有办法做善后工作了，你可以把你的进程作为一个进程的子进程，然后在父进程里面设 置SIGCHLD处理器，一旦子进程被杀或者退出，那么父进程可以帮忙善后；另外你还可以写任何一个进程来看护你的这个需要善后的进程，办法多的是，比如 可以用心跳