Linux守护进程及Systemd

当我们启动一个前台任务后，命令行窗口退出，应用也就一起退出，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？

守护进程

前台任务和后台任务

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：

继续当前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仍然会同步地在命令行下显示。
不再集成当前session的标准输入（stdin）。你无法像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。

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。

用户退出session，系统向该session发出SIGHUP信号
session将SIGHUOP信号发送给所有子进程
子进程收到SIGHUP信号，自动退出

后台任务是否会收到SIGHUP信号由Shell的huponexit参数决定

shopt | grep huponexit

大多数Linux系统这个参数是默认关闭的，但也有打开的，意味着后台任务会收到SIGHUP信号从而随着session的关闭而退出。

disown、nohup、screen命令

disown命令可以将指定任务从后台任务列表（jobs命令返回结果）之中移除，这样就不会收到SIGHUP信号了。
```
#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，但让他们不会收到SIGHUP信号

$ disown -h

#根据jobid，移出指定的后台任务

$ disown %2
```
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。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
```
比disown更方便的命令是nohup，它阻止SIGHUP信号、关闭标准输入、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。
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。

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。

历史上，Linux的启动一直采用init 进程。

操作系统接管硬件后，首先读入/boot目录下的内核文件到内存里，然后启动init进程（pid 1）初始化系统环境。

早期linux守护进程是通过init进程运行的，通过确定运行级别（每个级别对一个一个目录/etc/runN.d 存放开机启动的程序）来启动不同的守护进程，运行级别里面的程序都是链接文件，指向另一个目录/etc/init.d，真正启动脚本都统一放在这个目录中。（init.d表示是一个目录，用于区分/etc/init程序）。

开机启动程序加载完毕后，就让用户登录了。

由于init进程启动时间长（串行执行），启动脚本复杂，systemd诞生了。

systemd不是一个命令，而是一组命令，有systemctl、hostnamectl等。

Systemd可以管理所有系统资源呢，不通资源统称为Unit。每个unit都有一个配置文件，告诉systemd怎么启动这个unit。Systemd 默认从目录/etc/systemd/system/读取配置文件。但是，里面存放的大部分文件都是符号链接，指向目录/usr/lib/systemd/system/，真正的配置文件存放在那个目录。systemctl enable命令用于在上面两个目录之间，建立符号链接关系，相当于激活开机启动。

一旦修改unit配置文件，就要执行systemctl daemon-reload重新加载配置文件。

systemctl cat docker.service可以查看配置文件内容，配置文件有以下几部分组成：

[Unit]：定义Unit元数据以及与其他Unit的关系
[Service]：service的配置，只有service类型才有这个区块
[Install]：通常是最后一个区块，定义如何启动以及是否开机启动。

启动计算机的时候，需要启动大量的 Unit。如果每一次启动，都要一一写明本次启动需要哪些 Unit，显然非常不方便。Systemd 的解决方案就是 Target。启动某个 Target 的时候，Systemd 就会启动里面所有的 Unit。

Systemd 统一管理所有 Unit 的启动日志。带来的好处就是，可以只用journalctl一个命令，查看所有日志（内核日志和应用日志）。日志的配置文件是/etc/systemd/journald.conf。