Linux守護進程及Systemd

當我們啟動一個前台任務后，命令行窗口退出，應用也就一起退出，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？

守護進程

前台任務和后台任務

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

后台任務有兩個特點：

• 繼續當前session對話的標准輸出（stdout）和標准錯誤（stderr）。因此，后台任務的所有輸出仍然會同步地在命令行下顯示。
• 不再集成當前session的標准輸入（stdin）。你無法像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，"后台任務"與"前台任務"的本質區別只有一個：是否繼承標准輸入。所以，執行后台任務的同時，用戶還可以輸入其他命令。

SIGHUP信號

變為"后台任務"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，"后台任務"是否還會繼續執行？Linux系統是這樣設計的。

1. 用戶退出session，系統向該session發出SIGHUP信號
2. session將SIGHUOP信號發送給所有子進程
3. 子進程收到SIGHUP信號，自動退出

后台任務是否會收到SIGHUP信號由Shell的huponexit參數決定

shopt | grep huponexit

大多數Linux系統這個參數是默認關閉的，但也有打開的，意味着后台任務會收到SIGHUP信號從而隨着session的關閉而退出。

disown、nohup、screen命令

• disown命令可以將指定任務從后台任務列表（jobs命令返回結果）之中移除，這樣就不會收到SIGHUP信號了。

  #移出最近一個正在執行的后台任務
  $ disown
  
  #移出所有正在執行的后台任務
  $ disown -r
  
  #移出所有后台任務
  $ disown -a
  
  #不移出后台任務，但讓他們不會收到SIGHUP信號
  $ disown -h
  
  #根據jobid，移出指定的后台任務
  $ disown %2
  

  使用disown命令之后，還有一個問題。那就是，退出 session 以后，如果后台進程與標准I/O有交互，它還是會掛掉。這是因為"后台任務"的標准 I/O 繼承自當前 session，disown命令並沒有改變這一點。一旦"后台任務"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"后台任務"的標准 I/O 進行重定向。

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

• 比disown更方便的命令是nohup，它阻止SIGHUP信號、關閉標准輸入、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。

• 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。

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。

歷史上，Linux的啟動一直采用init 進程。

操作系統接管硬件后，首先讀入/boot目錄下的內核文件到內存里，然后啟動init進程（pid 1）初始化系統環境。

早期linux守護進程是通過init進程運行的，通過確定運行級別（每個級別對一個一個目錄/etc/runN.d 存放開機啟動的程序）來啟動不同的守護進程，運行級別里面的程序都是鏈接文件，指向另一個目錄/etc/init.d，真正啟動腳本都統一放在這個目錄中。（init.d表示是一個目錄，用於區分/etc/init程序）。

開機啟動程序加載完畢后，就讓用戶登錄了。

由於init進程啟動時間長（串行執行），啟動腳本復雜，systemd誕生了。

systemd不是一個命令，而是一組命令，有systemctl、hostnamectl等。

Systemd可以管理所有系統資源呢，不通資源統稱為Unit。每個unit都有一個配置文件，告訴systemd怎么啟動這個unit。Systemd 默認從目錄/etc/systemd/system/讀取配置文件。但是，里面存放的大部分文件都是符號鏈接，指向目錄/usr/lib/systemd/system/，真正的配置文件存放在那個目錄。systemctl enable命令用於在上面兩個目錄之間，建立符號鏈接關系，相當於激活開機啟動。

一旦修改unit配置文件，就要執行systemctl daemon-reload重新加載配置文件。

systemctl cat docker.service可以查看配置文件內容，配置文件有以下幾部分組成：

• [Unit]：定義Unit元數據以及與其他Unit的關系

  

• [Service]：service的配置，只有service類型才有這個區塊

  

• [Install]：通常是最后一個區塊，定義如何啟動以及是否開機啟動。

  

啟動計算機的時候，需要啟動大量的 Unit。如果每一次啟動，都要一一寫明本次啟動需要哪些 Unit，顯然非常不方便。Systemd 的解決方案就是 Target。啟動某個 Target 的時候，Systemd 就會啟動里面所有的 Unit。

Systemd 統一管理所有 Unit 的啟動日志。帶來的好處就是，可以只用journalctl一個命令，查看所有日志（內核日志和應用日志）。日志的配置文件是/etc/systemd/journald.conf。