Linux守护进程详解

简介

在Linux服务器实际应用中，经常会有需要长时间执行的任务。这类任务若在前台运行，用户无法进行其他操作或者断开与服务器的连接，否则任务将被中止。此时适合使用守护进程。为了使用守护进程，需要了解Linux前台、后台、守护进程的概念与使用，本文将对此进行讲解。

创建守护进程

• 终端（terminal）是计算机用于文本输入与显示的交互界面。

A text terminal, or often just terminal (sometimes text console) is a serial computer interface for text entry and display.
https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_terminal#Text_terminals

• 前台任务（foreground job）是独占命令行窗口的任务，只有运行完了或者手动中止该任务，才能执行其他命令。
• 后台任务（background job），与前台任务相对应，在多任务系统中，有一些任务在运行的时候，并不需要与用户交互。它们通常在不打扰用户其它工作的时候默默地执行（此时可以输入其他的命令）。后台任务继承当前session（对话，就是终端窗口）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）。
• 守护进程（daemon）是指在UNIX或其他多任务操作系统中在后台执行的电脑程序，并不会接受电脑用户的直接操控。此类程序会被以进程的形式初始化。守护进程程序的名称通常以字母“d”结尾：例如，syslogd就是指管理系统日志的守护进程。用户退出session之后，“后台任务是否会继续执行”是判定这一任务是否为“守护进程”的依据。

可以看出，”后台任务”与”前台任务”的重要区别：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。

为了理解守护任务为何在结束session时也不退出，需要先了解Linux下退出session时发生的操作。

Session退出时，linux系统设计如下：

1. 用户准备退出 session
2. 系统向该 session 发出SIGHUP信号
3. session 将SIGHUP信号发给所有子进程
4. 子进程收到SIGHUP信号后，自动退出

前台任务会随着session的退出而退出是因为它收到了SIGHUP信号。
后台任务是否会受到SIGNUP信号，取决于shell的 huponexit 参数。可以通过 $ shopt | grep huponexit 查看该参数的值。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”，即此时的后台任务是守护进程，但这显然不够安全。并不保险，因为有的系统的huponexit参数可能是打开的（on）状态。

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。

但是，这样还存在问题。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

这样基本上就没有问题了。

注：
/dev/null文件的作用
这是一个无底洞，任何东西都可以定向到这里，但是却无法打开。
所以一般很大的stdou和stderr当你不关心的时候可以利用stdout和stderr定向到这里

$ ./command.sh >/dev/null 2>&1

更简便地创建守护进程： nohup 命令

$ 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

总结

守护进程创建方法：

方法一：

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

方法二：

$ node server.js > stdout.txt 2> stderr.txt < /dev/null 
^z
$ bg
$ disown

方法三：

$ nohup node server.js &

命令总结

fg、bg、jobs、&、nohup、ctrl+z、ctrl+c 命令

一、&
加在一个命令的最后，可以把这个命令放到后台执行，如：

# 每10s在后台执行一次test.sh脚本

$ watch -n 10shtest.sh & 

二、ctrl + z
可以将一个正在前台执行的命令放到后台，并且处于暂停状态。

CTRL+Z 和 CTRL+C的对比

CTRL+Z 和 CTRL+C 都是中断命令,但是他们的作用却不一样.
CTRL+C 是强制中断程序的执行，而 CTRL+Z 的是将任务中断,但是此任务并没有结束,仍然在进程中，只是维持挂起的状态，用户可以使用 fg/bg 操作继续前台或后台的任务。

三、jobs
查看当前有多少在后台运行的进程

jobs -l选项可显示所有任务的PID，jobs的状态可以是running, stopped, Terminated。但是如果任务被终止了（kill），shell 从当前的shell环境已知的列表中删除任务的进程标识。

四、fg
将后台中的命令调至前台继续运行。如果后台中有多个命令，可以用fg %jobnumber（jobnumber是命令编号，不是进程号）将选中的命令调出。

五、bg

将一个在后台暂停的命令，变成在后台继续执行。

如果后台中有多个命令，可以用bg %jobnumber将选中的命令调出。

六、kill

方法1：通过jobs命令查看job号（假设为num），然后执行

$ kill %num

方法2：通过ps命令查看job的进程号（PID，假设为pid），然后执行

$ kill pid

前台进程的终止：Ctrl+c

七、nohup

如果想让程序即使在关闭当前的终端后也始终在后台执行（之前的&做不到），需要使用nohup命令。
nohup命令可以在你退出帐户/关闭终端之后继续运行相应的进程。
关闭终端后，在另一个终端jobs已经无法看到后台跑的程序了，此时利用ps（进程查看命令）查看进程。

ps -aux | grep "test.sh"  #ps选项说明： a:显示所有程序 u:以用户为主的格式来显示 x:显示所有程序，不以终端机来区分

参考资料

http://m.2cto.com/os/201301/185701.html

http://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/3980334.html

http://m.blog.csdn.net/article/details?id=50766752