Linux 守護程序的啟動方法

阿新 • • 發佈：2022-04-29

Linux 守護程序的啟動方法

“守護程序”（daemon）就是一直在後臺執行的程序（daemon）。

本文介紹如何將一個 Web 應用，啟動為守護程序。

一、問題的由來

Web應用寫好後，下一件事就是啟動，讓它一直在後臺執行。

這並不容易。舉例來說，下面是一個最簡單的Node應用server.js，只有6行。

var http = require('http');

http.createServer(function(req, res) {
  res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
  res.end('Hello World');
}).listen(5000);

你在命令列下啟動它。

$ node server.js

看上去一切正常，所有人都能快樂地訪問 5000 埠了。但是，一旦你退出命令列視窗，這個應用就一起退出了，無法訪問了。

怎麼才能讓它變成系統的守護程序（daemon），成為一種服務（service），一直在那裡執行呢？

二、前臺任務與後臺任務

上面這樣啟動的指令碼，稱為”前臺任務”（foreground job）。它會獨佔命令列視窗，只有執行完了或者手動中止，才能執行其他命令。

變成守護程序的第一步，就是把它改成”後臺任務”（background job）。

$ node server.js &

只要在命令的尾部加上符號&

，啟動的程序就會成為”後臺任務”。如果要讓正在執行的”前臺任務”變為”後臺任務”，可以先按ctrl + z，然後執行bg命令（讓最近一個暫停的”後臺任務”繼續執行）。

“後臺任務”有兩個特點。

繼承當前 session （對話）的標準輸出（stdout）和標準錯誤（stderr）。因此，後臺任務的所有輸出依然會同步地在命令列下顯示。
不再繼承當前 session 的標準輸入（stdin）。你無法向這個任務輸入指令了。如果它試圖讀取標準輸入，就會暫停執行（halt）。

可以看到，”後臺任務”與”前臺任務”的本質區別只有一個：是否繼承標準輸入。所以，執行後臺任務的同時，使用者還可以輸入其他命令。

三、SIGHUP訊號

變為”後臺任務”後，一個程序是否就成為了守護程序呢？或者說，使用者退出 session 以後，”後臺任務”是否還會繼續執行？

Linux系統是這樣設計的。

使用者準備退出 session
系統向該 session 發出SIGHUP訊號
session 將SIGHUP訊號發給所有子程序
子程序收到SIGHUP訊號後，自動退出

上面的流程解釋了，為什麼”前臺任務”會隨著 session 的退出而退出：因為它收到了SIGHUP訊號。

那麼，”後臺任務”是否也會收到SIGHUP訊號？

這由 Shell 的huponexit引數決定的。

$ shopt | grep huponexit

執行上面的命令，就會看到huponexit引數的值。

大多數Linux系統，這個引數預設關閉（off）。因此，session 退出的時候，不會把SIGHUP訊號發給”後臺任務”。所以，一般來說，”後臺任務”不會隨著 session 一起退出。

四、disown 命令

通過”後臺任務”啟動”守護程序”並不保險，因為有的系統的huponexit引數可能是開啟的（on）。

更保險的方法是使用disown命令。它可以將指定任務從”後臺任務”列表（jobs命令的返回結果）之中移除。一個”後臺任務”只要不在這個列表之中，session 就肯定不會向它發出SIGHUP訊號。

$ node server.js &
$ disown

執行上面的命令以後，server.js程序就被移出了”後臺任務”列表。你可以執行jobs命令驗證，輸出結果裡面，不會有這個程序。

disown的用法如下。

# 移出最近一個正在執行的後臺任務
$ disown

# 移出所有正在執行的後臺任務
$ disown -r

# 移出所有後臺任務
$ disown -a

# 不移出後臺任務，但是讓它們不會收到SIGHUP訊號
$ disown -h

# 根據jobId，移出指定的後臺任務
$ disown %2
$ disown -h %2

五、標準 I/O

使用disown命令之後，還有一個問題。那就是，退出 session 以後，如果後臺程序與標準I/O有互動，它還是會掛掉。

還是以上面的指令碼為例，現在加入一行。

var http = require('http');

http.createServer(function(req, res) {
  console.log('server starts...'); // 加入此行
  res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
  res.end('Hello World');
}).listen(5000);

啟動上面的指令碼，然後再執行disown命令。

$ node server.js &
$ disown

接著，你退出 session，訪問5000埠，就會發現連不上。

這是因為”後臺任務”的標準 I/O 繼承自當前 session，disown命令並沒有改變這一點。一旦”後臺任務”讀寫標準 I/O，就會發現它已經不存在了，所以就報錯終止執行。

為了解決這個問題，需要對”後臺任務”的標準 I/O 進行重定向。

$ node server.js > stdout.txt 2> stderr.txt < /dev/null &
$ disown

上面這樣執行，基本上就沒有問題了。

六、nohup 命令

還有比disown更方便的命令，就是nohup。

$ nohup node server.js &

nohup命令對server.js程序做了三件事。

阻止SIGHUP訊號發到這個程序。
關閉標準輸入。該程序不再能夠接收任何輸入，即使執行在前臺。
重定向標準輸出和標準錯誤到檔案nohup.out。

也就是說，nohup命令實際上將子程序與它所在的 session 分離了。

注意，nohup命令不會自動把程序變為”後臺任務”，所以必須加上&符號。

七、Screen 命令與 Tmux 命令

另一種思路是使用 terminal multiplexer （終端複用器：在同一個終端裡面，管理多個session），典型的就是 Screen命令和 Tmux 命令。

它們可以在當前 session 裡面，新建另一個 session。這樣的話，當前 session 一旦結束，不影響其他 session。而且，以後重新登入，還可以再連上早先新建的 session。

Screen 的用法如下。

# 新建一個 session
$ screen
$ node server.js

然後，按下ctrl + A和ctrl + D，回到原來的 session，從那裡退出登入。下次登入時，再切回去。

$ screen -r

如果新建多個後臺 session，就需要為它們指定名字。

$ screen -S name

# 切回指定 session
$ screen -r name
$ screen -r pid_number

# 列出所有 session
$ screen -ls

如果要停掉某個 session，可以先切回它，然後按下ctrl + c和ctrl + d。

Tmux 比 Screen 功能更多、更強大，它的基本用法如下。

$ tmux
$ node server.js

# 返回原來的session
$ tmux detach

除了tmux detach，另一種方法是按下Ctrl + B和d ，也可以回到原來的 session。

# 下次登入時，返回後臺正在執行服務session
$ tmux attach

如果新建多個 session，就需要為每個 session 指定名字。

# 新建 session
$ tmux new -s session_name

# 切換到指定 session
$ tmux attach -t session_name

# 列出所有 session
$ tmux list-sessions

# 退出當前 session，返回前一個 session 
$ tmux detach

# 殺死指定 session
$ tmux kill-session -t session-name

八、Node 工具

對於 Node 應用來說，可以不用上面的方法，有一些專門用來啟動的工具：forever，nodemon 和 pm2。

forever 的功能很簡單，就是保證程序退出時，應用會自動重啟。

# 作為前臺任務啟動
$ forever server.js

# 作為服務程序啟動 
$ forever start app.js

# 停止服務程序
$ forever stop Id

# 重啟服務程序
$ forever restart Id

# 監視當前目錄的檔案變動，一有變動就重啟
$ forever -w server.js

# -m 引數指定最多重啟次數
$ forever -m 5 server.js 

# 列出所有程序
$ forever list

nodemon一般只在開發時使用，它最大的長處在於 watch 功能，一旦檔案發生變化，就自動重啟程序。

# 預設監視當前目錄的檔案變化
$ nodemon server.js

＃ 監視指定檔案的變化   
$ nodemon --watch app --watch libs server.js

pm2 的功能最強大，除了重啟程序以外，還能實時收集日誌和監控。

# 啟動應用
$ pm2 start app.js

# 指定同時起多少個程序（由CPU核心數決定），組成一個叢集
$ pm2 start app.js -i max

# 列出所有任務
$ pm2 list

# 停止指定任務
$ pm2 stop 0

＃ 重啟指定任務
$ pm2 restart 0

# 刪除指定任務
$ pm2 delete 0

# 儲存當前的所有任務，以後可以恢復
$ pm2 save

# 列出每個程序的統計資料
$ pm2 monit

# 檢視所有日誌
$ pm2 logs

# 匯出資料
$ pm2 dump

# 重啟所有程序
$ pm2 kill
$ pm2 resurect

# 啟動web介面 http://localhost:9615
$ pm2 web

十、Systemd

除了專用工具以外，Linux系統有自己的守護程序管理工具 Systemd 。它是作業系統的一部分，直接與核心互動，效能出色，功能極其強大。我們完全可以將程式交給 Systemd ，讓系統統一管理，成為真正意義上的系統服務。

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