Linux 守護進程的啟動方法

"守護進程" （daemon）就是一直在后臺運行的進程（daemon）。

本文介紹如何將一個 Web 應用，啟動為守護進程。

一、問題的由來

Web應用寫好后，下一件事就是啟動，讓它一直在后臺運行。

這并不容易。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);

你在命令行下啟動它。

$ node server.js

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

怎么才能讓它變成系統的守護進程（daemon），成為一種服務（service），一直在那里運行呢？

二、前臺任務與后臺任務

上面這樣啟動的腳本，稱為"前臺任務"（foreground job）。它會獨占命令行窗口，只有運行完了或者手動中止，才能執行其他命令。

變成守護進程的第一步，就是把它改成"后臺任務"（background job）。

$ node server.js &

只要在命令的尾部加上符號 & ，啟動的進程就會成為"后臺任務"。如果要讓正在運行的"前臺任務"變為"后臺任務"，可以先按 ctrl + z ，然后執行 bg 命令（讓最近一個暫停的"后臺任務"繼續執行）。

"后臺任務"有兩個特點。

可以看到，"后臺任務"與"前臺任務"的本質區別只有一個：是否繼承標準輸入。所以，執行后臺任務的同時，用戶還可以輸入其他命令。

三、SIGHUP信號

變為"后臺任務"后，一個進程是否就成為了守護進程呢？或者說，用戶退出 session 以后，"后臺任務"是否還會繼續執行？

Linux系統是這樣設計的。

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

那么，"后臺任務"是否也會收到 SIGHUP 信號？

這由 Shell 的 huponexit 參數決定的。

$ shopt | grep huponexit

執行上面的命令，就會看到 huponexit 參數的值。

大多數Linux系統，這個參數默認關閉（ off ）。因此，session 退出的時候，不會把 SIGHUP 信號發給"后臺任務"。所以，一般來說，"后臺任務"不會隨著 session 一起退出。

四、disown 命令

通過"后臺任務"啟動"守護進程"并不保險，因為有的系統的 huponexit 參數可能是打開的（ on ）。

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

$ node server.js &
$ disown

執行上面的命令以后， server.js 進程就被移出了"后臺任務"列表。你可以執行 jobs 命令驗證，輸出結果里面，不會有這個進程。

disown 的用法如下。

# 移出最近一個正在執行的后臺任務
$ disown

# 移出所有正在執行的后臺任務
$ disown -r

# 移出所有后臺任務
$ disown -a

# 不移出后臺任務，但是讓它們不會收到SIGHUP信號
$ disown -h

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

五、標準 I/O

使用 disown 命令之后，還有一個問題。那就是，退出 session 以后，如果后臺進程與標準I/O有交互，它還是會掛掉。

還是以上面的腳本為例，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);

啟動上面的腳本，然后再執行 disown 命令。

$ node server.js &
$ disown

接著，你退出 session，訪問5000端口，就會發現連不上。

這是因為"后臺任務"的標準 I/O 繼承自當前 session， disown 命令并沒有改變這一點。一旦"后臺任務"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"后臺任務"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 nohub 。

$ nohup node server.js &

nohup 命令對 server.js 進程做了三件事。

也就是說， nohup 命令實際上將子進程與它所在的 session 分離了。

注意， nohup 命令不會自動把進程變為"后臺任務"，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 （終端復用器：在同一個終端里面，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 里面，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，以后重新登錄，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

然后，按下 ctrl + A 和 ctrl + D ，回到原來的 session，從那里退出登錄。下次登錄時，再切回去。

$ screen -r

如果新建多個后臺 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，然后按下 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。

# 下次登錄時，返回后臺正在運行服務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

對于 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，就是保證進程退出時，應用會自動重啟。

# 作為前臺任務啟動
$ forever server.js

# 作為服務進程啟動 
$ forever start app.js

# 停止服務進程
$ forever stop Id

# 重啟服務進程
$ forever restart Id

# 監視當前目錄的文件變動，一有變動就重啟
$ forever -w server.js

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

# 列出所有進程
$ forever list

nodemon 一般只在開發時使用，它最大的長處在于 watch 功能，一旦文件發生變化，就自動重啟進程。

# 默認監視當前目錄的文件變化
$ nodemon server.js

＃ 監視指定文件的變化   
$ nodemon --watch app --watch libs server.js  

pm2 的功能最強大，除了重啟進程以外，還能實時收集日志和監控。

# 啟動應用
$ pm2 start app.js

# 指定同時起多少個進程（由CPU核心數決定），組成一個集群
$ 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

# 保存當前的所有任務，以后可以恢復
$ pm2 save

# 列出每個進程的統計數據
$ pm2 monit

# 查看所有日志
$ pm2 logs

# 導出數據
$ pm2 dump

# 重啟所有進程
$ pm2 kill
$ pm2 resurect

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

十、Systemd

除了專用工具以外，Linux系統有自己的守護進程管理工具 Systemd 。它是操作系統的一部分，直接與內核交互，性能出色，功能極其強大。我們完全可以將程序交給 Systemd ，讓系統統一管理，成為真正意義上的系統服務。

下一篇文章，我就來介紹 Systemd。

（完）