C言語でデーモンの作り方を教えて！
こういった悩みにお答えします．
本記事の信頼性
- リアルタイムシステムの研究歴12年．
- 東大教員の時に，英語でOS（Linuxカーネル）の授業．
- 2012年9月～2013年8月にアメリカのノースカロライナ大学チャペルヒル校（UNC）コンピュータサイエンス学部で客員研究員として勤務．C言語でリアルタイムLinuxの研究開発．
- プログラミング歴15年以上，習得している言語: C/C++，Python，Solidity/Vyper，Java，Ruby，Go，Rust，D，HTML/CSS/JS/PHP，MATLAB，Assembler (x64，ARM)．
- 東大教員の時に，C++言語で開発した「LLVMコンパイラの拡張」，C言語で開発した独自のリアルタイムOS「Mcube Kernel」をGitHubにオープンソースとして公開．
- 2020年1月～現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるGuarantee Happiness LLCのCTOとしてECサイト開発やWeb/SNSマーケティングの業務．2022年6月～現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるJapanese Tar Heel, Inc.のCEO兼CTO．
- 最近は自然言語処理AIとイーサリアムに関する有益な情報発信に従事．
- （AI全般を含む）自然言語処理AIの論文の日本語訳や，AIチャットボット（ChatGPT，Auto-GPT，Gemini（旧Bard）など）の記事を50本以上執筆．アメリカのサンフランシスコ（広義のシリコンバレー）の会社でプロンプトエンジニア・マネージャー・Quality Assurance（QA）の業務委託の経験あり．
- （スマートコントラクトのプログラミングを含む）イーサリアムや仮想通貨全般の記事を200本以上執筆．イギリスのロンドンの会社で仮想通貨の英語の記事を日本語に翻訳する業務委託の経験あり．
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本記事は以下の内容を理解していることを前提とします．
デーモン（Daemon）とは
デーモン（Daemon）とは，LinuxのようなUnix系のOSにおいて動作するプロセス（プログラム）で，主にバックグラウンドで動作するプロセスのことです．
※デーモンのことをデーモンプロセスと呼ぶ場合があります．
ユーザが直接対話的に制御するプログラムもデーモンとして作ることができます．
典型的なデーモンは名前の最後尾に"d"が付きます．
例えば，syslogdはシステムログを扱うデーモン，sshdはSSH接続要求を受け付けるデーモンです．
デーモンの生成方法は，こちらを参照して下さい．
daemon関数
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int daemon(int nochdir, int noclose); |
daemon関数は，制御端末から分離させてシステムデーモンとして動作させたいプログラムのための関数です．
nochdirが0の場合，daemon関数はプロセスの現在の作業ディレクトリ（current working directory）をルートディレクトリ ("/") に変更します．
それ以外の場合，現在の作業ディレクトリは変更されません．
nocloseが0の場合，daemon関数は標準入力，標準出力，標準エラー出力を"/dev/null"にリダイレクトします．
それ以外の場合，これらのファイルディスクリプタは変更されません．
daemon関数によるデーモンの作り方
daemon関数によるデーモンの作り方は以下になります．
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/* * Author: Hiroyuki Chishiro * License: 2-Clause BSD */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <syslog.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #define LOGNAME "DAEMON" int main(void) { int ret; if ((ret = daemon(0, 0)) != 0) { syslog(LOG_USER | LOG_ERR, "Error: start daemon()"); closelog(); return 1; } openlog(LOGNAME, LOG_PID, LOG_USER); syslog(LOG_USER | LOG_INFO, "start daemon()"); sleep(10); return 0; } |
実行結果は以下になります．
実行しても何も表示されずに終了しますが，10秒以内に「ps aux」を入力するとa.outのプロセスがデーモンとして残っていることがわかります．
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$ gcc daemon.c $ a.out $ ps aux ... chishiro 4664 0.0 0.0 2644 96 ? Ss 12:00 0:00 a.out |
また，/var/log/syslogをみるとDAEMONが実行したことがわかります．
※HOSTNAMEはあなたのPCのホスト名です．
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Jul 11 12:22:34 HOSTNAME DAEMON[4770]: start daemon() |
fork/setsid関数によるデーモンの作り方
fork/setsid関数によるデーモンの作り方は以下になります．
mydaemon関数では，以下の関数を呼び出しています．（いわゆるdaemon関数の中身になります．）
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/* * Author: Hiroyuki Chishiro * License: 2-Clause BSD */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <syslog.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #define LOGNAME "MYDAEMON" int mydaemon(int nochdir, int noclose) { int maxfd, fd; int ret; if ((ret = fork()) == -1) { perror("fork"); return -1; } else if (ret > 0) { exit(0); } if (setsid() == -1) { perror("setsid"); return -1; } if ((ret = fork()) == -1) { perror("fork"); return -1; } else if (ret > 0) { exit(0); } umask(0); if (nochdir == 0) { chdir("/"); } if ((maxfd = sysconf(_SC_OPEN_MAX)) == -1) { perror("sysconf"); return -1; } for (fd = 0; fd < maxfd; fd++) { close(fd); } if (noclose == 0) { if ((fd = open("/dev/null", O_RDWR)) == -1) { perror("open"); return -1; } if (dup2(STDIN_FILENO, STDOUT_FILENO) != STDOUT_FILENO) { perror("dup2"); return -1; } if (dup2(STDIN_FILENO, STDERR_FILENO) != STDERR_FILENO) { perror("dup2"); return -1; } } return 0; } int main(void) { int ret; if ((ret = mydaemon(0, 0)) != 0) { syslog(LOG_USER | LOG_ERR, "Error: start mydaemon()"); closelog(); return 1; } openlog(LOGNAME, LOG_PID, LOG_USER); syslog(LOG_USER | LOG_INFO, "start mydaemon()"); sleep(10); return 0; } |
実行結果は以下になります．同様です．
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$ gcc mydaemon.c $ a.out $ ps aux ... chishiro 4730 0.0 0.0 2776 96 ? S 12:14 0:00 a.out |
また，/var/log/syslogをみるとMYDAEMONが実行したことがわかります．
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Jul 11 12:23:40 HOSTNAME MYDAEMON[4790]: start mydaemon() |
まとめ
C言語でデーモンの作り方を紹介しました．
具体的には，daemon関数とfork/setsid関数の方法を解説しました．
C言語を独学で習得することは難しいです．
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