詳解node中創(chuàng)建服務(wù)進(jìn)程

背景

在node工程部署中，常常涉及到三方：本地客戶端、跳板機(jī)和服務(wù)器（集群）。在通過git觸發(fā)gitlab hook腳本后，需要在跳板機(jī)中執(zhí)行相應(yīng)的ssh命令執(zhí)行shell文件啟動node服務(wù)器，這需要使用一個(gè)常用的命令setsid，這樣當(dāng)ssh命令執(zhí)行完畢shell退出后，node服務(wù)器仍正常運(yùn)行，此時(shí)node服務(wù)進(jìn)程就是一個(gè)最典型的daemon進(jìn)程（后臺服務(wù)進(jìn)程）。

那么，在node項(xiàng)目中，如何創(chuàng)建一個(gè)daemon進(jìn)程呢？最簡單的方式，其實(shí)就是采用類似上文中介紹的方式：

這樣可以通過執(zhí)行shell的方式實(shí)現(xiàn)daemon進(jìn)程。不過本文的重點(diǎn)并不是介紹這種“命令行”的方式實(shí)現(xiàn)daemon進(jìn)程，而且本文會詳細(xì)講述daemon進(jìn)程的創(chuàng)建原理，且看下文。

目標(biāo)

在當(dāng)前業(yè)務(wù)中，之所以需要?jiǎng)?chuàng)建daemon進(jìn)程就是為了保證中斷創(chuàng)建該進(jìn)程的父進(jìn)程（ctrl+c）或者父進(jìn)程執(zhí)行完畢后并不影響daemon進(jìn)程的執(zhí)行。下文介紹兩種實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn)原理細(xì)節(jié)上有些出入。

下文中的所有討論都是在linux環(huán)境下進(jìn)行。

實(shí)現(xiàn)一

在linux系統(tǒng)中，父進(jìn)程創(chuàng)建出子進(jìn)程，此時(shí)父進(jìn)程若退出，此時(shí)子進(jìn)程則變?yōu)楣聝哼M(jìn)程，其ppid變?yōu)?，即成為init進(jìn)程的子進(jìn)程。在node環(huán)境下，如果不針對子進(jìn)程的stdio做一些特殊處理父進(jìn)程其實(shí)不會真正退出，而是直到子進(jìn)程執(zhí)行完畢后再退出。之所以出現(xiàn)這種情況是由于node創(chuàng)建子進(jìn)程時(shí)默認(rèn)會通過pipe方式將子進(jìn)程的輸出導(dǎo)流到父進(jìn)程的stream中（childProcess.stdout、childProcess.stderr），提供在父進(jìn)程中輸出子進(jìn)程消息的能力。

因此，解決此種問題可給子進(jìn)程的stdio重新賦值:

file: parent.js

let cp = require('child_process');
const sp = cp.spawn('node',['./c.js'],{
  stdio: [process.stdin,process.stdout,process.stderr]
});

setTimeout(()=>{console.log('parent out')},5000);

--------------
file: c.js

setTimeout(()=>{
  console.log('children exit');
},10000)

通過在parent.js中設(shè)置子進(jìn)程的stdio為當(dāng)前終端(其實(shí)繼承了父進(jìn)程的stdio)，這樣父進(jìn)程在5s后退出，此時(shí)子進(jìn)程的ppid變?yōu)?，10s后子進(jìn)程退出。

上述實(shí)現(xiàn)只滿足“父進(jìn)程正常退出，子進(jìn)程成為守護(hù)進(jìn)程”的情況，一旦通過“ctrl+c”的方式終端父進(jìn)程，子進(jìn)程仍會退出，這還是與node底層實(shí)現(xiàn)有關(guān)。默認(rèn)“ctrl+c”觸發(fā)SIGINT信號，父進(jìn)程接受信號后發(fā)送給子進(jìn)程，如果子進(jìn)程存在SIGINT偵聽函數(shù)，則會執(zhí)行該函數(shù)，否則執(zhí)行exit系統(tǒng)調(diào)用子進(jìn)程退出。因此，如果要讓子進(jìn)程在接收到SIGINT信號不退出，只需要不作處理即可：

file: c.js

process.on('SIGINT',function(){
  console.log('child sigint');
});

setTimeout(()=>{
  console.log('children exit');
},10000)

以上實(shí)現(xiàn)，可以滿足我們最初指定的目標(biāo)：“父進(jìn)程退出或者中斷，子進(jìn)程仍正常運(yùn)行”。

 實(shí)現(xiàn)二

node官方提供了創(chuàng)建daemon進(jìn)程的相關(guān)API，如果不仔細(xì)閱讀文檔還真不容易發(fā)現(xiàn)該特性。在child_process模塊中有個(gè)spawn函數(shù)，通過spawn可以執(zhí)行shell命令及其相關(guān)選項(xiàng)，同時(shí)spawn提供了創(chuàng)建子進(jìn)程的一些選項(xiàng)，其中“detached”選項(xiàng)則與我們的需求密切相關(guān)。

detached選項(xiàng)可以讓node原生幫我們創(chuàng)建一個(gè)daemon進(jìn)程，設(shè)置datached為true可以創(chuàng)建一個(gè)新的session和進(jìn)程組，子進(jìn)程的pid為新創(chuàng)建進(jìn)程組的組pid，這與setsid起到相同的作用。此時(shí)的子進(jìn)程已經(jīng)和其父進(jìn)程屬于兩個(gè)session，因此父進(jìn)程的退出和中斷信號不會傳遞給子進(jìn)程，子進(jìn)程不會接受到父進(jìn)程的中斷信號自然也不會退出。當(dāng)父進(jìn)程結(jié)束之后，子進(jìn)程變?yōu)楣聝哼M(jìn)程從而被init進(jìn)程接收，ppid設(shè)置為1。

file: parent.js

let cp = require('child_process');
const sp = cp.spawn('node',['./c.js'],{
  detached: true,
  stdio: [process.stdin,process.stdout,process.stdout]
});

sp.unref();
setTimeout(()=>{console.log('parent out')},5000);

----------------------
file: c.js

setTimeout(()=>{
  console.log('children exit');
},100000)

此時(shí)，c.js文件并未設(shè)置SIGINT事件偵聽函數(shù)，在父進(jìn)程中斷后仍會正常運(yùn)行，正是由于其和父進(jìn)程分屬于兩個(gè)session。

在parent.js文件中設(shè)置了sp.unref()函數(shù)，目的是“避免父進(jìn)程等待子進(jìn)程退出”。那么為何會出現(xiàn)上述情況呢？這與node的事件循環(huán)有關(guān)，讓父進(jìn)程的事件循環(huán)排除對ChildProcess子進(jìn)程對象的引用，可以使父進(jìn)程單獨(dú)退出。

總結(jié)

為什么上文介紹的兩個(gè)方法都可以實(shí)現(xiàn)daemon進(jìn)程呢？這還得回到系統(tǒng)層面進(jìn)行分析。在linux系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)daemon進(jìn)程需要幾個(gè)步驟：

1.父進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程，父進(jìn)程退出，讓子進(jìn)程成為孤兒進(jìn)程，ppid=1

2.通過setsid命令或函數(shù)在子進(jìn)程中創(chuàng)建新的會話和進(jìn)程組

3.設(shè)置當(dāng)前目錄

4.設(shè)置文件權(quán)限，并關(guān)閉父進(jìn)程繼承打開的fd

所謂會話和進(jìn)程組，則是在linux多任務(wù)多用戶下的概念。不同會話的進(jìn)程無法通過通信，因此父子進(jìn)程相隔離。而執(zhí)行setsid命令則讓子進(jìn)程有了新的特性：

1. 子進(jìn)程脫離父進(jìn)程所在的session控制，兩者獨(dú)立存在互不影響
2. 子進(jìn)程脫離父進(jìn)程所在的進(jìn)程組
3. 子進(jìn)程脫離原先的命令行終端，終端退出不影響子進(jìn)程

下面再回顧方法一與方法二的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)方法一其實(shí)并不是真正的daemon進(jìn)程，只是通過偵聽相關(guān)中斷信號并設(shè)置nop函數(shù)（不執(zhí)行默認(rèn)的中斷行為）保證子進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行而已；而方法二則是標(biāo)準(zhǔn)的deamon進(jìn)程創(chuàng)建方式，優(yōu)先使用！

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