本篇文章主要介紹了Python守護(hù)進(jìn)程和腳本單例運(yùn)行，小編覺得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過來看看吧

一、簡(jiǎn)介

守護(hù)進(jìn)程最重要的特性是后臺(tái)運(yùn)行；它必須與其運(yùn)行前的環(huán)境隔離開來，這些環(huán)境包括未關(guān)閉的文件描述符、控制終端、會(huì)話和進(jìn)程組、工作目錄以及文件創(chuàng)建掩碼等；它可以在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)從啟動(dòng)腳本/etc/rc.d中啟動(dòng)，可以由inetd守護(hù)進(jìn)程啟動(dòng)，也可以有作業(yè)規(guī)劃進(jìn)程crond啟動(dòng)，還可以由用戶終端（通常是shell）執(zhí)行。

Python有時(shí)需要保證只運(yùn)行一個(gè)腳本實(shí)例，以避免數(shù)據(jù)的沖突。

二、Python守護(hù)進(jìn)程

1、函數(shù)實(shí)現(xiàn)

1. #!/usr/bin/env python 
2. #coding: utf-8 
3. importsys, os 
4.    
5. '''將當(dāng)前進(jìn)程fork為一個(gè)守護(hù)進(jìn)程 
6.   注意：如果你的守護(hù)進(jìn)程是由inetd啟動(dòng)的，不要這樣做！inetd完成了 
7.   所有需要做的事情，包括重定向標(biāo)準(zhǔn)文件描述符，需要做的事情只有chdir()和umask()了 
8. ''' 
9.    
10. defdaemonize (stdin='/dev/null', stdout='/dev/null', stderr='/dev/null'): 
11.    #重定向標(biāo)準(zhǔn)文件描述符（默認(rèn)情況下定向到/dev/null） 
12.   try:  
13.     pid=os.fork()  
14.      #父進(jìn)程(會(huì)話組頭領(lǐng)進(jìn)程)退出，這意味著一個(gè)非會(huì)話組頭領(lǐng)進(jìn)程永遠(yuǎn)不能重新獲得控制終端。 
15.     ifpid >0: 
16.       sys.exit(0) #父進(jìn)程退出 
17.   exceptOSError, e:  
18.     sys.stderr.write ("fork #1 failed: (%d) %s/n"%(e.errno, e.strerror) ) 
19.     sys.exit(1) 
20.    
21.    #從母體環(huán)境脫離 
22.   os.chdir("/")#chdir確認(rèn)進(jìn)程不保持任何目錄于使用狀態(tài)，否則不能umount一個(gè)文件系統(tǒng)。也可以改變到對(duì)于守護(hù)程序運(yùn)行重要的文件所在目錄 
23.   os.umask(0) #調(diào)用umask(0)以便擁有對(duì)于寫的任何東西的完全控制，因?yàn)橛袝r(shí)不知道繼承了什么樣的umask。 
24.   os.setsid() #setsid調(diào)用成功后，進(jìn)程成為新的會(huì)話組長和新的進(jìn)程組長，并與原來的登錄會(huì)話和進(jìn)程組脫離。 
25.    
26.    #執(zhí)行第二次fork 
27.   try:  
28.     pid=os.fork()  
29.     ifpid >0: 
30.       sys.exit(0) #第二個(gè)父進(jìn)程退出 
31.   exceptOSError, e:  
32.     sys.stderr.write ("fork #2 failed: (%d) %s/n"%(e.errno, e.strerror) ) 
33.     sys.exit(1) 
34.    
35.    #進(jìn)程已經(jīng)是守護(hù)進(jìn)程了，重定向標(biāo)準(zhǔn)文件描述符 
36.    
37.   forfinsys.stdout, sys.stderr: f.flush() 
38.   si=open(stdin,'r') 
39.   so=open(stdout,'a+') 
40.   se=open(stderr,'a+',0) 
41.   os.dup2(si.fileno(), sys.stdin.fileno()) #dup2函數(shù)原子化關(guān)閉和復(fù)制文件描述符 
42.   os.dup2(so.fileno(), sys.stdout.fileno()) 
43.   os.dup2(se.fileno(), sys.stderr.fileno()) 
44.    
45. #示例函數(shù)：每秒打印一個(gè)數(shù)字和時(shí)間戳 
46. defmain(): 
47.   importtime 
48.   sys.stdout.write('Daemon started with pid %d/n'%os.getpid()) 
49.   sys.stdout.write('Daemon stdout output/n') 
50.   sys.stderr.write('Daemon stderr output/n') 
51.   c=0 
52.   whileTrue: 
53.     sys.stdout.write('%d: %s/n'%(c, time.ctime())) 
54.     sys.stdout.flush() 
55.     c=c+1 
56.     time.sleep(1) 
57.    
58. if__name__=="__main__": 
59.    daemonize('/dev/null','/tmp/daemon_stdout.log','/tmp/daemon_error.log') 
60.    main() 

2、類實(shí)現(xiàn)

1. #!/usr/bin/env python 
2. #coding: utf-8 
3.    
4. #python模擬linux的守護(hù)進(jìn)程 
5.    
6. importsys, os, time, atexit, string 
7. fromsignalimportSIGTERM 
8.    
9. classDaemon: 
10.  def__init__(self, pidfile, stdin='/dev/null', stdout='/dev/null', stderr='/dev/null'): 
11.    #需要獲取調(diào)試信息，改為stdin='/dev/stdin', stdout='/dev/stdout', stderr='/dev/stderr'，以root身份運(yùn)行。 
12.   self.stdin=stdin 
13.   self.stdout=stdout 
14.   self.stderr=stderr 
15.   self.pidfile=pidfile 
16.     
17.  def_daemonize(self): 
18.   try: 
19.    pid=os.fork() #第一次fork，生成子進(jìn)程，脫離父進(jìn)程 
20.    ifpid >0: 
21.     sys.exit(0)  #退出主進(jìn)程 
22.   exceptOSError, e: 
23.    sys.stderr.write('fork #1 failed: %d (%s)/n'%(e.errno, e.strerror)) 
24.    sys.exit(1) 
25.     
26.   os.chdir("/")  #修改工作目錄 
27.   os.setsid()   #設(shè)置新的會(huì)話連接 
28.   os.umask(0)   #重新設(shè)置文件創(chuàng)建權(quán)限 
29.     
30.   try: 
31.    pid=os.fork()#第二次fork，禁止進(jìn)程打開終端 
32.    ifpid >0: 
33.     sys.exit(0) 
34.   exceptOSError, e: 
35.    sys.stderr.write('fork #2 failed: %d (%s)/n'%(e.errno, e.strerror)) 
36.    sys.exit(1) 
37.     
38.    #重定向文件描述符 
39.   sys.stdout.flush() 
40.   sys.stderr.flush() 
41.   si=file(self.stdin,'r') 
42.   so=file(self.stdout,'a+') 
43.   se=file(self.stderr,'a+',0) 
44.   os.dup2(si.fileno(), sys.stdin.fileno()) 
45.   os.dup2(so.fileno(), sys.stdout.fileno()) 
46.   os.dup2(se.fileno(), sys.stderr.fileno()) 
47.     
48.    #注冊(cè)退出函數(shù)，根據(jù)文件pid判斷是否存在進(jìn)程 
49.   atexit.register(self.delpid) 
50.   pid=str(os.getpid()) 
51.   file(self.pidfile,'w+').write('%s/n'%pid) 
52.     
53.  defdelpid(self): 
54.   os.remove(self.pidfile) 
55.    
56.  defstart(self): 
57.    #檢查pid文件是否存在以探測(cè)是否存在進(jìn)程 
58.   try: 
59.    pf=file(self.pidfile,'r') 
60.    pid=int(pf.read().strip()) 
61.    pf.close() 
62.   exceptIOError: 
63.    pid=None 
64.     
65.   ifpid: 
66.    message='pidfile %s already exist. Daemon already running!/n' 
67.    sys.stderr.write(message%self.pidfile) 
68.    sys.exit(1) 
69.      
70.   #啟動(dòng)監(jiān)控 
71.   self._daemonize() 
72.   self._run() 
73.    
74.  defstop(self): 
75.   #從pid文件中獲取pid 
76.   try: 
77.    pf=file(self.pidfile,'r') 
78.    pid=int(pf.read().strip()) 
79.    pf.close() 
80.   exceptIOError: 
81.    pid=None 
82.     
83.   ifnotpid: #重啟不報(bào)錯(cuò) 
84.    message='pidfile %s does not exist. Daemon not running!/n' 
85.    sys.stderr.write(message%self.pidfile) 
86.    return 
87.    
88.    #殺進(jìn)程 
89.   try: 
90.    while1: 
91.     os.kill(pid, SIGTERM) 
92.     time.sleep(0.1) 
93.     #os.system('hadoop-daemon.sh stop datanode') 
94.     #os.system('hadoop-daemon.sh stop tasktracker') 
95.     #os.remove(self.pidfile) 
96.   exceptOSError, err: 
97.    err=str(err) 
98.    iferr.find('No such process') >0: 
99.     ifos.path.exists(self.pidfile): 
100.      os.remove(self.pidfile) 
101.    else: 
102.     printstr(err) 
103.     sys.exit(1) 
104.    
105.  defrestart(self): 
106.   self.stop() 
107.   self.start() 
108.    
109.  def_run(self): 
110.   """ run your fun""" 
111.   whileTrue: 
112.    #fp=open('/tmp/result','a+') 
113.    #fp.write('Hello World/n') 
114.    sys.stdout.write('%s:hello world/n'%(time.ctime(),)) 
115.    sys.stdout.flush()  
116.    time.sleep(2) 
117.      
118.    
119. if__name__=='__main__': 
120.   daemon=Daemon('/tmp/watch_process.pid', stdout='/tmp/watch_stdout.log') 
121.   iflen(sys.argv)==2: 
122.     if'start'==sys.argv[1]: 
123.       daemon.start() 
124.     elif'stop'==sys.argv[1]: 
125.       daemon.stop() 
126.     elif'restart'==sys.argv[1]: 
127.       daemon.restart() 
128.     else: 
129.       print'unknown command' 
130.       sys.exit(2) //Vevb.com 
131.     sys.exit(0) 
132.   else: 
133.     print'usage: %s start|stop|restart'%sys.argv[0] 
134.     sys.exit(2) 

它是當(dāng)Daemon設(shè)計(jì)成一個(gè)模板，在其他文件中from daemon import Daemon，然后定義子類，重寫run()方法實(shí)現(xiàn)自己的功能。

1. classMyDaemon(Daemon): 
2.   defrun(self): 
3.     whileTrue: 
4.       fp=open('/tmp/run.log','a+') 
5.       fp.write('Hello World/n') 
6.       time.sleep(1) 

不足：信號(hào)處理signal.signal(signal.SIGTERM, cleanup_handler)暫時(shí)沒有安裝，注冊(cè)程序退出時(shí)的回調(diào)函數(shù)delpid()沒有被調(diào)用。

然后，再寫個(gè)shell命令，加入開機(jī)啟動(dòng)服務(wù)，每隔2秒檢測(cè)守護(hù)進(jìn)程是否啟動(dòng)，若沒有啟動(dòng)則啟動(dòng)，自動(dòng)監(jiān)控恢復(fù)程序。

1. #/bin/sh 
2. whiletrue 
3. do 
4.  count=`ps-ef |grep"daemonclass.py"|grep-v"grep"` 
5.  if["$?"!="0"];then 
6.    daemonclass.py start 
7.  fi 
8.  sleep2 
9. done 

三、python保證只能運(yùn)行一個(gè)腳本實(shí)例

1、打開文件本身加鎖

1. #!/usr/bin/env python 
2. #coding: utf-8 
3. importfcntl, sys, time, os 
4. pidfile=0 
5.    
6. defApplicationInstance(): 
7.   globalpidfile 
8.   pidfile=open(os.path.realpath(__file__),"r") 
9.   try: 
10.     fcntl.flock(pidfile, fcntl.LOCK_EX | fcntl.LOCK_NB)#創(chuàng)建一個(gè)排他鎖,并且所被鎖住其他進(jìn)程不會(huì)阻塞 
11.   except: 
12.     print"another instance is running..." 
13.     sys.exit(1) 
14.    
15. if__name__=="__main__": 
16.   ApplicationInstance() 
17.   whileTrue: 
18.     print'running...' 
19.     time.sleep(1) 

注意：open()參數(shù)不能使用w，否則會(huì)覆蓋本身文件；pidfile必須聲明為全局變量，否則局部變量生命周期結(jié)束，文件描述符會(huì)因引用計(jì)數(shù)為0被系統(tǒng)回收（若整個(gè)函數(shù)寫在主函數(shù)中，則不需要定義成global）。

2、打開自定義文件并加鎖

1. #!/usr/bin/env python 
2. #coding: utf-8 
3. importfcntl, sys, time 
4. pidfile=0 
5.    
6. defApplicationInstance(): 
7.   globalpidfile 
8.   pidfile=open("instance.pid","w") 
9.   try: 
10.     fcntl.lockf(pidfile, fcntl.LOCK_EX | fcntl.LOCK_NB)#創(chuàng)建一個(gè)排他鎖,并且所被鎖住其他進(jìn)程不會(huì)阻塞 
11.   exceptIOError: 
12.     print"another instance is running..." 
13.     sys.exit(0) 
14.    
15. if__name__=="__main__": 
16.   ApplicationInstance() 
17.   whileTrue: 
18.     print'running...' 
19.     time.sleep(1) 

3、檢測(cè)文件中PID

1. #!/usr/bin/env python 
2. #coding: utf-8 
3. importtime, os, sys 
4. importsignal 
5.    
6. pidfile='/tmp/process.pid' 
7.    
8. defsig_handler(sig, frame): 
9.   ifos.path.exists(pidfile): 
10.     os.remove(pidfile) 
11.   sys.exit(0) 
12.    
13. defApplicationInstance(): 
14.   signal.signal(signal.SIGTERM, sig_handler) 
15.   signal.signal(signal.SIGINT, sig_handler) 
16.   signal.signal(signal.SIGQUIT, sig_handler) 
17.    
18.   try: 
19.    pf=file(pidfile,'r') 
20.    pid=int(pf.read().strip()) 
21.    pf.close() 
22.   exceptIOError: 
23.    pid=None 
24.     
25.   ifpid: 
26.    sys.stdout.write('instance is running.../n') 
27.    sys.exit(0) 
28.    
29.   file(pidfile,'w+').write('%s/n'%os.getpid()) 
30.    
31. if__name__=="__main__": 
32.   ApplicationInstance() 
33.   whileTrue: 
34.     print'running...' 
35.     time.sleep(1) 

4、檢測(cè)特定文件夾或文件

1. #!/usr/bin/env python 
2. #coding: utf-8 
3. importtime, commands, signal, sys 
4.    
5. defsig_handler(sig, frame): 
6.   ifos.path.exists("/tmp/test"): 
7.     os.rmdir("/tmp/test") 
8.   sys.exit(0) 
9.    
10. defApplicationInstance(): 
11.   signal.signal(signal.SIGTERM, sig_handler) 
12.   signal.signal(signal.SIGINT, sig_handler) 
13.   signal.signal(signal.SIGQUIT, sig_handler) 
14.   ifcommands.getstatusoutput("mkdir /tmp/test")[0]: 
15.     print"instance is running..." 
16.     sys.exit(0) 
17.    
18. if__name__=="__main__": 
19.   ApplicationInstance() 
20.   whileTrue: 
21.     print'running...' 
22.     time.sleep(1) 

也可以檢測(cè)某一個(gè)特定的文件，判斷文件是否存在：

1. importos 
2. importos.path 
3. importtime 
4.     
5.     
6. #class used to handle one application instance mechanism 
7. classApplicationInstance: 
8.     
9.   #specify the file used to save the application instance pid 
10.   def__init__(self, pid_file ): 
11.     self.pid_file=pid_file 
12.     self.check() 
13.     self.startApplication() 
14.     
15.   #check if the current application is already running 
16.   defcheck(self): 
17.     #check if the pidfile exists 
18.     ifnotos.path.isfile(self.pid_file ): 
19.       return 
20.     #read the pid from the file 
21.     pid=0 
22.     try: 
23.       file=open(self.pid_file,'rt') 
24.       data=file.read() 
25.       file.close() 
26.       pid=int( data ) 
27.     except: 
28.       pass 
29.     #check if the process with specified by pid exists 
30.     if0==pid: 
31.       return 
32.     
33.     try: 
34.       os.kill( pid,0) #this will raise an exception if the pid is not valid 
35.     except: 
36.       return 
37.     
38.     #exit the application 
39.     print"The application is already running..." 
40.     exit(0)#exit raise an exception so don't put it in a try/except block 
41.     
42.   #called when the single instance starts to save it's pid 
43.   defstartApplication(self): 
44.     file=open(self.pid_file,'wt') 
45.     file.write(str( os.getpid() ) ) 
46.     file.close() 
47.     
48.   #called when the single instance exit ( remove pid file ) 
49.   defexitApplication(self): 
50.     try: 
51.       os.remove(self.pid_file ) 
52.     except: 
53.       pass 
54.     
55.     
56. if__name__=='__main__': 
57.   #create application instance 
58.   appInstance=ApplicationInstance('/tmp/myapp.pid') 
59.     
60.   #do something here 
61.   print"Start MyApp" 
62.   time.sleep(5) #sleep 5 seconds 
63.   print"End MyApp" 
64.     
65.   #remove pid file 
66.   appInstance.exitApplication() 

上述os.kill( pid, 0 )用于檢測(cè)一個(gè)為pid的進(jìn)程是否還活著，若該pid的進(jìn)程已經(jīng)停止則拋出異常，若正在運(yùn)行則不發(fā)送kill信號(hào)。

5、socket監(jiān)聽一個(gè)特定端口

1. #!/usr/bin/env python 
2. #coding: utf-8 
3. importsocket, time, sys 
4.    
5.    
6. defApplicationInstance(): 
7.   try:   
8.     globals 
9.     s=socket.socket() 
10.     host=socket.gethostname() 
11.     s.bind((host,60123)) 
12.   except: 
13.     print"instance is running..." 
14.     sys.exit(0) 
15.    
16. if__name__=="__main__": 
17.   ApplicationInstance() 
18.   whileTrue: 
19.     print'running...' 
20.     time.sleep(1) 

可以將該函數(shù)使用裝飾器實(shí)現(xiàn)，便于重用（效果與上述相同）：

1. #!/usr/bin/env python 
2. #coding: utf-8 
3. importsocket, time, sys 
4. importfunctools 
5.    
6. #使用裝飾器實(shí)現(xiàn) 
7. defApplicationInstance(func): 
8.   @functools.wraps(func) 
9.   deffun(*args,**kwargs): 
10.     importsocket 
11.     try: 
12.       globals 
13.       s=socket.socket() 
14.       host=socket.gethostname() 
15.       s.bind((host,60123)) 
16.     except: 
17.       print('already has an instance...') 
18.       returnNone 
19.     returnfunc(*args,**kwargs) 
20.   returnfun 
21.    
22. @ApplicationInstance 
23. defmain(): 
24.   whileTrue: 
25.     print'running...' 
26.     time.sleep(1) 
27.    
28. if__name__=="__main__": 
29.   main() 

四、總結(jié)

（1）守護(hù)進(jìn)程和單腳本運(yùn)行在實(shí)際應(yīng)用中比較重要，方法也比較多，可選擇合適的來進(jìn)行修改，可以將它們做成一個(gè)單獨(dú)的類或模板，然后子類化實(shí)現(xiàn)自定義。

（2）daemon監(jiān)控進(jìn)程自動(dòng)恢復(fù)避免了nohup和&的使用，并配合shell腳本可以省去很多不定時(shí)啟動(dòng)掛掉服務(wù)器的麻煩。