[阮一峰]Linux 守护进程的启动方法
"守护进程"(daemon)就是一直在后台运行的进程(daemon)。
本文介绍如何将一个 Web 应用,启动为守护进程。
一、问题的由来
Web应用写好后,下一件事就是启动,让它一直在后台运行。
这并不容易。举例来说,下面是一个最简单的Node应用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);
你在命令行下启动它。
$ node server.js
看上去一切正常,所有人都能快乐地访问 5000 端口了。但是,一旦你退出命令行窗口,这个应用就一起退出了,无法访问了。
怎么才能让它变成系统的守护进程(daemon),成为一种服务(service),一直在那里运行呢?
二、前台任务与后台任务
上面这样启动的脚本,称为"前台任务"(foreground job)。它会独占命令行窗口,只有运行完了或者手动中止,才能执行其他命令。
变成守护进程的第一步,就是把它改成"后台任务"(background job)。
$ node server.js &
只要在命令的尾部加上符号&
,启动的进程就会成为"后台任务"。如果要让正在运行的"前台任务"变为"后台任务",可以先按ctrl + z
,然后执行bg
命令(让最近一个暂停的"后台任务"继续执行)。
"后台任务"有两个特点。
- 继承当前 session (对话)的标准输出(stdout)和标准错误(stderr)。因此,后台任务的所有输出依然会同步地在命令行下显示。
- 不再继承当前 session 的标准输入(stdin)。你无法向这个任务输入指令了。如果它试图读取标准输入,就会暂停执行(halt)。
可以看到,"后台任务"与"前台任务"的本质区别只有一个:是否继承标准输入。所以,执行后台任务的同时,用户还可以输入其他命令。
三、SIGHUP信号
变为"后台任务"后,一个进程是否就成为了守护进程呢?或者说,用户退出 session 以后,"后台任务"是否还会继续执行?
Linux系统是这样设计的。
- 用户准备退出 session
- 系统向该 session 发出
SIGHUP
信号- session 将
SIGHUP
信号发给所有子进程- 子进程收到
SIGHUP
信号后,自动退出
上面的流程解释了,为什么"前台任务"会随着 session 的退出而退出:因为它收到了SIGHUP
信号。
那么,"后台任务"是否也会收到SIGHUP
信号?
这由 Shell 的huponexit
参数决定的。
$ shopt | grep huponexit
执行上面的命令,就会看到huponexit
参数的值。
大多数Linux系统,这个参数默认关闭(off
)。因此,session 退出的时候,不会把SIGHUP
信号发给"后台任务"。所以,一般来说,"后台任务"不会随着 session 一起退出。
四、disown 命令
通过"后台任务"启动"守护进程"并不保险,因为有的系统的huponexit
参数可能是打开的(on
)。
更保险的方法是使用disown
命令。它可以将指定任务从"后台任务"列表(jobs
命令的返回结果)之中移除。一个"后台任务"只要不在这个列表之中,session 就肯定不会向它发出SIGHUP
信号。
$ node server.js &
$ disown
执行上面的命令以后,server.js
进程就被移出了"后台任务"列表。你可以执行jobs
命令验证,输出结果里面,不会有这个进程。
disown
的用法如下。
# 移出最近一个正在执行的后台任务
$ disown # 移出所有正在执行的后台任务
$ disown -r # 移出所有后台任务
$ disown -a # 不移出后台任务,但是让它们不会收到SIGHUP信号
$ disown -h # 根据jobId,移出指定的后台任务
$ disown %2
$ disown -h %2
五、标准 I/O
使用disown
命令之后,还有一个问题。那就是,退出 session 以后,如果后台进程与标准I/O有交互,它还是会挂掉。
还是以上面的脚本为例,现在加入一行。
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);
启动上面的脚本,然后再执行disown
命令。
$ node server.js &
$ disown
接着,你退出 session,访问5000端口,就会发现连不上。
这是因为"后台任务"的标准 I/O 继承自当前 session,disown
命令并没有改变这一点。一旦"后台任务"读写标准 I/O,就会发现它已经不存在了,所以就报错终止执行。
为了解决这个问题,需要对"后台任务"的标准 I/O 进行重定向。
$ node server.js > stdout.txt 2> stderr.txt < /dev/null &
$ disown
上面这样执行,基本上就没有问题了。
六、nohup 命令
还有比disown
更方便的命令,就是nohup
。
$ nohup node server.js &
nohup
命令对server.js
进程做了三件事。
- 阻止
SIGHUP
信号发到这个进程。- 关闭标准输入。该进程不再能够接收任何输入,即使运行在前台。
- 重定向标准输出和标准错误到文件
nohup.out
。
也就是说,nohup
命令实际上将子进程与它所在的 session 分离了。
注意,nohup
命令不会自动把进程变为"后台任务",所以必须加上&
符号。
七、Screen 命令与 Tmux 命令
另一种思路是使用 terminal multiplexer (终端复用器:在同一个终端里面,管理多个session),典型的就是 Screen 命令和 Tmux命令。
它们可以在当前 session 里面,新建另一个 session。这样的话,当前 session 一旦结束,不影响其他 session。而且,以后重新登录,还可以再连上早先新建的 session。
Screen 的用法如下。
# 新建一个 session
$ screen
$ node server.js
然后,按下ctrl + A
和ctrl + D
,回到原来的 session,从那里退出登录。下次登录时,再切回去。
$ screen -r
如果新建多个后台 session,就需要为它们指定名字。
$ screen -S name # 切回指定 session
$ screen -r name
$ screen -r pid_number # 列出所有 session
$ screen -ls
如果要停掉某个 session,可以先切回它,然后按下ctrl + c
和ctrl + d
。
Tmux 比 Screen 功能更多、更强大,它的基本用法如下。
$ tmux
$ node server.js # 返回原来的session
$ tmux detach
除了tmux detach
,另一种方法是按下Ctrl + B
和d
,也可以回到原来的 session。
# 下次登录时,返回后台正在运行服务session
$ tmux attach
如果新建多个 session,就需要为每个 session 指定名字。
# 新建 session
$ tmux new -s session_name # 切换到指定 session
$ tmux attach -t session_name # 列出所有 session
$ tmux list-sessions # 退出当前 session,返回前一个 session
$ tmux detach # 杀死指定 session
$ tmux kill-session -t session-name
八、Node 工具
对于 Node 应用来说,可以不用上面的方法,有一些专门用来启动的工具:forever,nodemon 和 pm2。
forever 的功能很简单,就是保证进程退出时,应用会自动重启。
# 作为前台任务启动
$ forever server.js # 作为服务进程启动
$ forever start app.js # 停止服务进程
$ forever stop Id # 重启服务进程
$ forever restart Id # 监视当前目录的文件变动,一有变动就重启
$ forever -w server.js # -m 参数指定最多重启次数
$ forever -m 5 server.js # 列出所有进程
$ forever list
nodemon
一般只在开发时使用,它最大的长处在于 watch 功能,一旦文件发生变化,就自动重启进程。
# 默认监视当前目录的文件变化
$ nodemon server.js # 监视指定文件的变化
$ nodemon --watch app --watch libs server.js
pm2 的功能最强大,除了重启进程以外,还能实时收集日志和监控。
# 启动应用
$ pm2 start app.js # 指定同时起多少个进程(由CPU核心数决定),组成一个集群
$ pm2 start app.js -i max # 列出所有任务
$ pm2 list # 停止指定任务
$ pm2 stop 0 # 重启指定任务
$ pm2 restart 0 # 删除指定任务
$ pm2 delete 0 # 保存当前的所有任务,以后可以恢复
$ pm2 save # 列出每个进程的统计数据
$ pm2 monit # 查看所有日志
$ pm2 logs # 导出数据
$ pm2 dump # 重启所有进程
$ pm2 kill
$ pm2 resurect # 启动web界面 http://localhost:9615
$ pm2 web
十、Systemd
除了专用工具以外,Linux系统有自己的守护进程管理工具 Systemd 。它是操作系统的一部分,直接与内核交互,性能出色,功能极其强大。我们完全可以将程序交给 Systemd ,让系统统一管理,成为真正意义上的系统服务。
下一篇文章,我就来介绍 Systemd。
(完)
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