Linux守護進程的啟動方法

Web應用寫好後，下一件事就是啟動，讓它一直在後台運行，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,怎麼才能讓它變成系統的守護進程（daemon），成為一種服務（service），一直在那裡運行呢？

上面這樣啟動的腳本，稱為”前台任務”（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”後台任務”（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”後台任務”。如果要讓正在運行的”前台任務”變為”後台任務”，可以先按ctrl + z，然後執行bg命令（讓最近一個暫停的”後台任務”繼續執行）。
“後台任務”有兩個特點。

1.繼承當前session（對話）的標准輸出（stdout）和標准錯誤（stderr）。因此，後台任務的所有輸出依然會同步地在命令行下顯示。

2.不再繼承當前session的標准輸入（stdin）。你無法向這個任務輸入指令了。如果它試圖讀取標准輸入，就會暫停執行（halt）。
可以看到，”後台任務”與”前台任務”的本質區別只有一個：是否繼承標准輸入。所以，執行後台任務的同時，用戶還可以輸入其他命令。

變為”後台任務”後，一個進程是否就成為了守護進程呢？或者說，用戶退出 session 以後，”後台任務”是否還會繼續執行？Linux系統是這樣設計的。

1.用戶准備退出 session
2.系統向該 session 發出SIGHUP信號
3.session 將SIGHUP信號發給所有子進程
4.子進程收到SIGHUP信號後，自動退出

上面的流程解釋了，為什麼”前台任務”會隨著 session 的退出而退出：因為它收到了SIGHUP信號。
那麼，”後台任務”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”後台任務”。所以，一般來說，”後台任務”不會隨著 session 一起退出。

通過”後台任務”啟動”守護進程”並不保險，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”後台任務”列表（jobs命令的返回結果）之中移除。一個”後台任務”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

執行上面的命令以後，server.js進程就被移出了”後台任務”列表。你可以執行jobs命令驗證，輸出結果裡面，不會有這個進程。

disown的用法如下。

# 移出最近一個正在執行的後台任務
$ disown

# 移出所有正在執行的後台任務
$ disown -r

# 移出所有後台任務
$ disown -a

# 不移出後台任務，但是讓它們不會收到SIGHUP信號
$ disown -h

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

使用disown命令之後，還有一個問題。那就是，退出session以後，如果後台進程與標准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，然後再執行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”後台任務”的標准I/O 繼承自當前session，disown命令並沒有改變這一點。一旦”後台任務”讀寫標准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”後台任務”的標准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。

還有比disown更方便的命令，就是nohup。

$ nohup node server.js &

nohup命令對server.js進程做了三件事。

阻止SIGHUP信號發到這個進程。
關閉標准輸入。該進程不再能夠接收任何輸入，即使運行在前台。
重定向標准輸出和標准錯誤到文件nohup.out。

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”後台任務”，所以必須加上&符號。

另一種思路是使用 terminal multiplexer（終端復用器：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
然後，按下ctrl + A和ctrl + D，回到原來的session，從那裡退出登錄。下次登錄時，再切回去。

$ screen -r
如果新建多個後台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。

# 下次登錄時，返回後台正在運行服務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

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，就是保證進程退出時，應用會自動重啟。

# 作為前台任務啟動
$ 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，它最大的長處在於 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，以後可以恢復
$ 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

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。