前台任务、后台任务和守护进程

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部分内容参考：http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/02/linux-daemon.html

• 前台任务

  • 特点
      ”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

  • 简介
      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）。

  • 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）。

      可以看出，”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。

• 前台任务变为后台任务
  

  • 启动时变为后台任务
      只要在命令的后面加上 & ，启动的进程就会成为“后台进程”。
  • 将正在运行的“前台任务”变为后台任务
      先 ctrl+z ，之后执行 bg 命令。相当于让最近一个暂停的“后台任务”继续执行。
    

  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。

• 守护进程

  • 简介
      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是否为“守护进程”的依据
      session推出之后，linux系统设计如下：

    session就是我们平常所说的终端窗口
    

    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。

• 更安全地创建守护进程： 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）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

•   上面这样执行，基本上就没有问题了。

  • 更简便地创建守护进程： 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。

    1.阻止SIGHUP信号发到这个进程。
    2.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。
    3.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

• 创建守护进程的其他思路：screen 和 tmux 命令
    在当前的session里面创建多个session。常用的有两种方法， screen 和 tmux 命令。

  • screen 命令（使用最普遍的守护进程创建方案）
      现在很多时候我们的开发环境都已经部署到云端了，直接通过SSH来登录到云端服务器进行开发测试以及运行各种命令，一旦网络中断，或者人为断开连接，通过SSH运行的命令也会退出，这个发让人发疯的。
      好在有screen命令，它可以解决这些问题。

    • 新建一个Screen Session（最好带上session的名称，注意参数S是大写的）
      $ screen -S screen_session_name
    • 将当前Screen Session放到后台，即回到创建新的session之前的session
      $ CTRL + A 和 D
    • 唤起一个Screen Session，即进入创建的新session中
      screen -r screen_session_name
    • 终止一个session
      在新的session中使用 ctrl+d 即可。

      上述步骤即可创建新的session，就可以在新的session中运行相应的指令。

  • tmux
    就是平时所说的分屏操作，但其实该命令更主要的是创建新的session。

    • 创建新的session（最好指定名字）
      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
      tmux detach 或者是 ctrl+b 和 d