如何在背景執行 Java 程式

1. 簡介

有時，我們希望在後台運行 Java 程序，即使在終端關閉後仍保持其運作。

在本教程中，我們將探索實現這一目標的各種方法。我們將研究如何將 Java 進程作為獨立會話運行，即使在關閉終端機後仍能繼續運行。

2. 將 Java 作為後台程序運行

在背景執行 Java 程式最簡單的方法之一是使用 shell 腳本中的&運算子：

#!/bin/sh

 java -jar /web/server.jar &

 echo $! > startupApp.pid

&確保該進程在背景運行，讓我們無需等待它完成即可使用終端。

$! > startupApp.pid擷取並儲存最後執行的後台指令的 PID（進程 ID）。此 PID 唯一地識別正在運行的進程，並且稍後可用於進程管理任務，例如監控或停止它。

然而，這種方法有一個缺點。即使我們可以繼續使用終端，但如果關閉終端，進程仍可能會終止。這可能會導致後台程式意外停止。

此外，由於它不是作為服務進行管理的，因此很難正確控制該過程。我們無法像使用systemd這樣的適當服務管理員那樣輕鬆查看日誌或啟動/停止進程。

3. 使用 Nohup 保持進程活躍

如果我們不想在關閉會話後結束進程，那麼nohup就是答案。 nohup （No Hang Up）讓我們的進程即使在我們關閉會話或終端機後仍繼續運行。

以下是使用nohup的 shell 腳本：

nohup java -jar /web/server.jar > output.log 2>&1 &

 echo $! > startupApp.pid

即使我們關閉終端會話， nohup仍將保持進程運作。 > output.log 2>&1部分幫助我們將標準輸出和錯誤輸出重新導向到名為 output.log 的檔案中，以便日後輕鬆檢查日誌（用於偵錯目的）。最後的&在後台運行該進程。

echo $! > startupApp.pid將 PID 保存在startupApp.pid中以供將來使用。

如果我們想終止該進程，我們可以執行以下命令：

kill $(cat startupApp.pid)

4. 將 Java 作為systemd服務運行（適用於 Linux 伺服器）

為了讓 Java 進程能夠長時間運行並且得到更好的管理，我們需要使用systemd將它們作為服務進行管理。如果我們使用 Linux 伺服器，則建議採用這種方法。現在讓我們看看如何實現這一目標。

首先，我們需要使用以下命令建立一個.service 檔案：

sudo nano /etc/systemd/system/myjavaapp.service

接下來，將以下內容新增至文件：

[Unit]

 Description: Java Background Service

 After=network.target



 [Service]

 ExecStart=/usr/bin/java -jar /web/server.jar

 WorkingDirectory=/web

 Restart=always

 User=root

 StandardOutput=append:/var/log/myjavaapp.log

 StandardError=append:/var/log/myjavaapp.err



 [Install]

 WantedBy=multi-user.target

我們正在嘗試定義如何將 Java 應用程式作為後台服務運行。在這種情況下，我們要確保應用程式在啟動時自動啟動並保持運作。

在[Unit]部分，使用After=network.target,我們指定它僅在網路可用後啟動。如果我們的 Java 應用程式依賴互聯網或網路服務，這一點很重要。

接下來，在[Service]部分，我們定義 Java 應用程式應該如何運作。讓我們來分析一下。

ExecStart告訴systemd透過執行server.jar來啟動 Java 應用程式。 WorkingDirectory定義服務將從哪個資料夾執行。在本例中，它被設定為/web目錄。

Restart確保如果應用程式因任何原因崩潰， systemd將自動重新啟動該應用程式。

接下來，我們將User屬性設定為root ，這表示服務以root使用者身分執行。但是，為了更好的安全性，通常建議以非 root 使用者身分執行該服務。

我們也使用StandOutput和StandardError屬性來追蹤日誌和錯誤。這些對於分析與應用程式相關的問題很有用。

最後，透過WantedBy=multi-user.target屬性，我們可以讓 Java 應用程式在系統達到服務正常工作階段時自動啟動，以便服務在 GUI 渲染之前啟動。如果沒有這個配置，我們的服務就不知道何時應該自動啟動。它只是停在那裡，我們必須在每次重啟後手動啟動它。

接下來，我們需要重新載入systemd並啟用該服務。每當我們建立或修改服務並讓systemd知道變更時，都需要執行此步驟。

我們需要執行以下命令讓systemd知道我們新新增（或修改）的服務：

sudo systemctl daemon-reload

接下來，我們需要建立一個指向服務文件的符號連結（快捷方式）。系統將此捷徑放置在一個特殊的資料夾中，並在啟動時檢查，並在multi-user.target階段啟動該服務。

以下是建立符號連結的命令：

sudo systemctl enable myjavaapp

現在，要啟動 Java 應用程序，我們需要重新啟動系統或執行以下命令：

sudo systemctl start myjavaapp

我們可以使用以下命令來驗證服務是否已啟動：

sudo systemctl status myjavaapp

最後，要停止後台進程，我們可以執行以下命令：

sudo systemctl stop myjavaapp

5. 使用screen或tmux將 Java 作為後台進程運行

與systemd或nohup不同， screen和tmux允許我們在不停止正在運行的進程的情況下從會話中分離（斷開連接），然後稍後重新連接（重新連接）到我們離開的位置。

簡而言之，使用screen或tmux ，我們可以啟動一個 Java 應用程序，關閉筆記型電腦或失去連接，然後稍後再回來查看同一個終端，就像什麼都沒發生一樣，並且該應用程式將繼續在後台運行。

我們可以將其視為 Windows Hibernate，但僅限於終端機會話。

讓我們使用以下命令：

screen -S myjavaapp java -jar /web/server.jar

要分離，我們需要按下Ctrl+A ，鬆開兩者，然後按D 。為了稍後附加，我們需要執行以下命令：

screen -r myjavaapp

我們可以使用tmux來實現類似的結果。下面是相同的命令：

tmux new-session -s myjavaapp 'java -jar /web/server.jar'

要分離，我們需要按Ctrl+B ，鬆開兩者，然後按D 。為了稍後附加，我們需要執行以下命令：

tmux attach-session -t myjavaapp

tmux更現代、更強大、更容易使用，而screen更簡單，足以滿足基本需求。但是，大多數 Linux 發行版都預先安裝了screen ，而我們可能需要單獨安裝tmux 。

6. 結論

在本文中，我們了解如何將 Java 應用程式作為背景進程運行，探討如何在關閉終端會話後保持其運行，甚至使用日誌對其進行監控。

對於簡單的情況， nohup或&就可以，但是對於生產環境，使用系統是更可靠的方法。 screen和tmux等工具為我們提供了額外的靈活性，即使在重啟後也可以繼續這個過程，就好像什麼都沒發生一樣。我們需要選擇最適合我們用例的方法。