很多时候，我们需要做一些诸如爬虫之类的服务，比较常见也比较简单的，我们是采用一个控制台程序，然后再把程序丢到服务器上执行。

这种方式的优缺点都非常明显，优点就是简单直接，暴力美学的典范，而缺点就是它跟tty（终端）进行了绑定，且不说控制台会在手贱的时候不小心关掉，更麻烦的是他的进程会在用户登出的时候也跟着被销毁。

Windows中的NT服务，*inux中的Daemon都是为了应对这种情况而各自提出的解决方案，NT服务使用C#实现非常容易，这里就不提。本篇我们要介绍的是Daemon，Daemon一般使用C/C++进行开发，不过包括我在内的很多C#er其实并不怎么懂C/C++，也很难自己用C/C++来开发一个Daemon。庆幸的是通过一系列的摸索以及踩坑，发现其实用C#也是可以做相同的效果，于是乎我赶紧把它记录了下来。

下面我将为各位读者们介绍各自实现的方式以及原理：

一、nohup命令

使用nohup命令是一种比较常见，用得也比较多的一种直接让程序转化成Daemon的方式，其具体用法如下：

nohup 运行程序的命令 &

可以看到，使用了nohup命令后，终端将被阻塞中解放出来，通过ps命令也可以看到，控制台并没有退出，而是变成了一个后台程序。但这个后台程序跟直接用&最大的区别就是：使用了nohup之后，即便用户登出了终端，控制台程序还是照样运行。

这是因为，当终端的回话被结束时，Linux会发出一个HUP信号并试图“清除”所有跟此终端相关联的进程，而使用了nohup命令之后，该程序将忽略接收到的hup信号，从而能够避免了被终结的命运。 

二、subshell

第二种让控制台程序变成Daemon的方式是使用subshell，它的具体用法就是用一个括号把要执行的shell命令包起来

(要运行的程序命令b &)

同样也是把控制台转化成一个后台进程（&引发的），同样也是终端的回话结束后程序依然保持在后台中常驻。但subshell和nohup的原理是不同的，这里我们先借助一下pstree这条命令看看当前进程之间的关系。如果系统报找不到pstree命令则需要先运行“yum install psmisc”来安装（腊鸡RHEL/CentOS 7）。

一下子上了三张大图，里面也已经清晰的标注了subshell和其余两种的区别，是的很明显的subshell所产生的进程并不是挂在bash之下，而是直接挂到systemd（即pid=1）中，由于该进程（控制台）的父进程已经不是bash（其实就是终端），自然也不会受到bash的影响了。

三、仿C/C++Daemon写法

本文的开篇也有提过，Daemon一般是采用C/C++来编写，而.NET又拥有强大的P/Invoke机制，这使得使用C#编写C/C++程序成为了可能（日常），这点在宇内流云的《.NET跨平台实践：用C#开发Linux守护进程》也有教，这里我将介绍如何通过P/Invoke机制使用DllImport大法来实现。

要实现一个Daemon，其主要的要点有以下几点：

1、在后台运行：将Daemon放入后台运行，通过fork&exit使父进程终止（下面代码中的第一组fork代码段），让子进程成为孤儿进程被init领养。

2、重新设置进程组和会话组：这里简单介绍下，Linux中的进程包含在进程组里，而一个进程组的组号（GID）就是该进程组组长的进程号（PID）。新创建的进程的进程组通常是从父进程中继承下来，即与终端的组号相同，我们的目标是将我们的Daemon从终端中脱离。通过调用setsid可以产生新的会话和程序组并让该程序成为新的程序组的组长，由于会话对控制终端具有独占性，老会话产生的信号将无法传递入新的进程组，因此程序也跟老终端进行了隔离。

3、禁止进程重新打开控制终端：虽然当前的进程已经脱离了老终端的控制，但由于刚才调用setsid做脱离的同时让子进程成为了新进程组组长，进程组组长进程也被成为控制进程，它是新会话的控制终端，控制终端可以产生输入或信号给该进程组下的所有进程，这里仍然需要通过fork&exit产生结束子进程并产生第二子进程，不过这里不在需要使用setsid。

4、关闭已经打开的文件描述符：简单说，就是由于Daemon已经和外部脱离了关系，因此也不再需要stdin、stdout了。

5、改变当前的工作目录：如题意，这里我们随意改改，譬如“/tmp”

6、重设umask：由于新进程的umask是从父进程中继承下来的，我们需要重设一下，通过调用umask(0)来进行重置，权限变为：xwrxwrxwr。

7、处理信号：这里不是必须的，不介绍。

上面的解析看不懂没关系，会改下面的Demo代码即可：

using System;
using System.IO;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Threading;

namespace Jhonge
{
    public class Program
    {
        [DllImport("libc", SetLastError = true)]
        private static extern int fork();

        [DllImport("libc", SetLastError = true)]
        private static extern int setsid();

        [DllImport("libc", SetLastError = true)]
        private static extern int umask(int mask);

        [DllImport("libc", SetLastError = true)]
        private static extern int open([MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]string pathname, int flags);

        [DllImport("libc", SetLastError = true)]
        private static extern int close(int fd);

        [DllImport("libc", SetLastError = true)]
        private static extern int exit(int code);

        [DllImport("libc", SetLastError = true)]
        private static extern int chdir([MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]string pathname);

        public static void Main(string[] args)
        {
            var pid = fork();
            if (pid > 0) exit(0);   //结束父进程，子进程继续
            else if (pid < 0) exit(1); //如果fork失败，退出

            setsid(); //让第一子进程成为新的会话组长和进程组长

            pid = fork();
            if (pid > 0) exit(0);//结束第一子进程，第二子进程继续，禁止重新申请打开终端
            else if (pid < 0) exit(1);//失败则退出

            //关闭打开的文件描述符
            int max = open("/dev/null", 0);
            for (var i = 0; i <= max; i++) close(i);

            chdir("/tmp"); //改变工作目录到/tmp

            umask(0);//重设文件创建掩模

            //我的具体方法
            MyMethod();
        }

        private static void MyMethod()
        {
            while (true)
            {
                //######################################
                //这里是具体要执行的语句，我这里就凑合凑合
                var path = "/jhonge.txt";
                if (false == File.Exists(path)) File.Create(path);
                File.AppendAllText(path, DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss") + "\r\n");
                //######################################

                Thread.Sleep(1000); //防止函数退出而引起的GC误回收
            }
        }
    }
}

然后我们去运行它：

可以看到效果也像nohup和subshell一样 ，我们再调用一下pstree看看进程树。

同样的进程也是脱离了出来并且名字还改了下。

当然，其实用在Linux中用C#写一个Daemon程序并不止以上的几种方法，还有譬如使用supervisor（腊鸡RHEL/CentOS7中的supervisor有点问题）、xinetd等方法去实现，这里我暂时还不懂，就不作演示了。

还有几点要注意的：

1、Daemon不能再使用诸如Console.ReadLine、Console.WriteLine之流的输入输出语句，否则你的程序将会出现一些不可控的错误。

2、既然用不了Console.WriteXXX了，如何让程序Hold住，这里可以使用While(true)Thread.Sleep(1000)的方式。

3、关于2那里的，建议把这个语句放到你的函数体（MyMethod）里，防止由于MyMethod已经执行完毕而被GC销毁了对象。

4、怎么关闭程序？nohup和subshell可以使用pkill dotnet/mono或者kill -9 pid的方式来关闭程序，而仿C/C++的那种只能使用Kill -9 pid（譬如 kill -9 11601）来关闭程序，至于为啥，本文中其实已经隐含了原因，各位读者不妨想想。