【5分钟玩转Lighthouse】开车也能跑程序

0x00 背景概述

这两天，工程师小刘时常在自己的笔记本上编译Linux内核。由于编译执行的时间比较长，他通勤时经常需要笔记本部开着盖放在车座上，以便程序不断。他奋斗的场景让人甚是同情，因为我上大学时也是通宵开着笔记本编译内核，不敢锁屏更怕断电断网。

那么到底该如何优雅地在开车（骑车/游泳/喝奶茶）时依然保证程序运行不断呢？

解决这个问题的终极解决方案就是：在云服务器上执行需要长时间执行的程序。不论是长时间的计算任务、编译内核、训练模型、还是运行各类的小型网络服务程序等等，只要你有云服务器，这些都可以一站式解决。

那么，让我们首先在腾讯云创建一台可以把玩的云服务器吧！

（当然，如果你已经有了一台可以远程登录并使用的云服务器，可以直接跳过下一节，直接开始运行程序的初体验～）

0x01 服务器准备

服务器的选择其实有很多种：不过作为Lighthouse的体验教程，当然还是选用咱们的主角：腾讯云轻量应用服务器（Lighthouse）。当然也可以用CVM（云服务器）产品等。

Lighthouse实例是当下最流行最方便的创建云主机方式，一起体验下吧～

购买机器

下图是Lighthouse的创建页面，到这里选择一款喜欢的吧->

这里我们创建一台香港地域的镜像为Ubuntu 20.04LTS版本的实例，这是Ubuntu最新的LTS（长期维护）版本，可以体验更多新特性，后续我们也会在这个系统上做些简单实验。套餐选择上，可以根据自己的需求选择，本教程以4核的套餐举例。可以感到相当清简的购买流程，需要输入实例名称并选择下时长即可，购买体验非常流畅。

我们创建完成后，可以在实例列表页面看到实例状态，当实例状态为运行中时，点击更多->管理即可进入管理页面了。我们将在管理页面为我们的Lighthouse主机重置密码，以方便后续的SSH登录。

重置密码

Lighthouse实例默认仅能从腾讯云控制台免密登录（本质是使用了默认密钥），为了可以后续通过SSH命令进行代理访问，最方便的方法是通过密码登录。

我们需要为我们的实例重置密码，可以在控制台的实例详情页面完成此类操作。

我们通过“指定用户名”更新lighthouse用户的密码，即可。

注意：此步骤需要重启实例。然后即可通过SSH客户端软件验证密码登录了。

另外：这里也完全可以选择为其他（已创建的）用户更新密码。

0x02 初体验

首先需要明确，通过在程序命令后添加&执行是完全达不到效果的，因为这只是设置再当前shell中后台运行而已，程序的进程仍然是当前shell的子进程，在当前shell退出（如Ctrl+D或断网时）我们的进程还是会被杀掉。我们需要的是真正的后台运行，达到在连接断开时还能继续执行的目的。

介绍两个最简单的命令，作为一针见效的体验～

setsid

setsid命令的作用是：在一个新的会话运行程序。它可以打开一个新的会话并把它关联到一个进程。这样运行的程序自然和当前的shell会话进程无关了，也不会受其进程生命周期的管理。通过setsid执行程序是后台运行某个程序的最简单的方式之一。

brooke@VM-0-6-ubuntu:~$ setsid dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=1M
brooke@VM-0-6-ubuntu:~$ ps -ef | grep "dd if"
brooke    188655       1 99 10:06 ?        00:00:15 dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=1M
brooke    188691  188289  0 10:06 pts/1    00:00:00 grep --color=auto dd if
brooke@VM-0-6-ubuntu:~$ 

可以看到，我们的程序（dd命令）的进程被1号进程收养了，即便当前shell退出，也依然会继续执行。注意，这里的ps命令一定要加-ef选项，才能看到整个服务器的全部进程，否则只能看到当前shell会话的进程，是无法列出dd进程的。

nohup

nohup + &的组合也可达到类似的效果。

brooke@VM-0-6-ubuntu:~$ nohup dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=1M &
[1] 189691
brooke@VM-0-6-ubuntu:~$ nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.out'
​
brooke@VM-0-6-ubuntu:~$ ps -ef | grep "dd if"
brooke    189691  188289 99 10:13 pts/1    00:00:06 dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=1M
brooke    189704  188289  0 10:13 pts/1    00:00:00 grep --color=auto dd if
brooke@VM-0-6-ubuntu:~$ logout
# 重新登录
brooke@VM-0-6-ubuntu:~$ ps -ef | grep "dd if"
brooke    189691       1 99 10:13 ?        00:00:21 dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=1M
brooke    189836  189820  0 10:13 pts/0    00:00:00 grep --color=auto dd if
​

注意，第一次执行的时候并不会马上成为1号进程的子进程，但会话退出时就会被托管了。再次登录后可以验证。

0x03 tmux工具

tmux简介

tmux（terminal multiplexer）是一个终端分屏工具，它可以很方便地进行服务器端多窗口地管理。tmux有几个小概念：

• 会话（session）：即一次tmux的登录会话，一个会话的全部窗口都关闭了会话结束
• 窗口（window）：一个会话下会有多个窗口，有点类似浏览器里的Tab，同一时间只能一个窗口可见
• 窗格（pane）：一个窗口可以再分成多个小窗格，即窗口里那些能看到的横竖的最小分屏单元

一次tmux会话大致如下图，红色标记这当前的窗口，蓝色标记了一个工作窗格：

这里重要的点在于：它的连接会话都保存在服务器端，每个tmux会话可以从屏幕终端分离解绑（detach），后续如果需要，可以随时在将这个进行中的会话绑定（attach）到任何新的屏幕终端，即恢复。当因为网络不稳定、或者客户端主动断开时，tmux仅仅会解邦当前的会话终端，而该会话下的所有运行中的程序不会有任何影响。

tmux操作

你可以通过man tmux了解到绝大部分tmux操作命令，这里我们简单举些例子，如：

# 列出进行中的会话
tmux list-sessions
​
# 绑定至某一会话，即恢复会话
tmux attach
# 或更简单地： tmux a

tmux会话内部的操作通常是用前缀键（默认时ctrl+b）加上命令键组合完成的。如想从detach当前窗口，先同时按下ctrl和b键，松手，再按下d键即可。

tips: 更改前缀组合键可以在用户主目录的.tmux.conf文件中设置，如改前缀为ctrl+g

set-option -g prefix C-g

列举几个tmux常用的操作：

• 新建窗口：prefix + c
• 删除窗口：prefix + x（其实通常用直接Ctrl+D退出方便，但是当程序卡住无法Ctrl+D时，就很有用了）
• 下一窗口：prefix + n
• 上一窗口：prefix + p
• 切换到copy模式：prefix + [ （可以支持翻页，用于看日志很方便，退出按q即可）
• 垂直分屏：prefix + %
• 水平分屏：prefix + "
• 选择分屏：prefix + 方向键

0x04 示例：编译Linux内核源码

这一章节，我们以一个示例演示tmux是如何帮助我们在服务器上安心地执行命令的。

编译Linux内核的过程通常是冗长的，对于一般的笔记本通常要数个小时，虽然在云服务器上可以加速，但也是一个相当长时间的任务。这类工作很适合结合tmux这类终端会话工具来完成。我们开始～

下载源码

首先，下载解压内核源码：

sudo apt install linux-source-5.4.0
mkdir kernel
cd kernel
tar -xaf /usr/src/linux-source-5.4.0.tar.bz2
cd linux-source-5.4.0

（可选）你可以尝试修改一些内核代码， 比如加些自己的测试标识日志之类的。

然后是配置：我们直接复制当前系统地配置。当然（可选地）如果你是高端玩家，也完全可以通过make menuconfig来细粒度地调整选择每一个kernel配置项。

cp /boot/config-5.4.0-48-generic .config

内核编译

接下来，我们开始编译：

time make -j4 bindeb-pkg LOCALVERSION=-custom KDEB_PKGVERSION=$(make kernelversion)-$(date +%Y%m%d)

time命令用于结束后输出程序的运行时长，-j4是指定4个线程并行编译，可以更高效地利用多核CPU。编译内核时的截图如下。注意到，我们这里还用了tmux的水平分屏功能，右边展示了top命令地结果，可以看到4个核心都在满负荷地工作。

此时编译开始，各种CC命令开始刷屏。由于我们所有的操作都是在tmux的终端下操作，得益于其服务器端会话保持的功能，我们完全不用担心SSH客户端连接断了导致服务器端的程序/命令执行有任何影响，可以直接关闭SSH客户端，或者（更优雅些）ctrl+b d解邦终端后退出ssh登录会话，都可以高枕无忧。

你可以安心地合上笔记本，开车出发，约上朋友去尽情地感受这个秋天的第N杯奶茶的浓郁与浪漫吧～

而你73分钟后回来，重新连上服务器tmux -2 a，会发现一切尽在掌控，如下图所示：

新内核安装

编译完成后，可以看到父目录出现了几个deb安装包：分别是新内核的headers包、image包、带调试信息的image包以及用户空间library的安装包。

我们通过dpkg -i命令：

sudo dpkg -i ../linux-image-5.4.60-custom_5.4.60-20201013_amd64.deb

就可以像安装普通deb包那样容易地，直接将新内核的vmlinuz、initrd等系统内核启动所需地文件解压至/boot目录。Debian系统这点做得的确是非常的方便和人性化。

最后一步：reboot服务器后登录。我们可以看到内核已经升级到我们刚刚最新编译安装的5.4.60-custom版本了，如图：

至此，任务结束～

0x05 小结

看到这里，相信你已经熟悉了通过常用的screen/tmux等终端会话保持工具，或者通过setsid等方法让你的程序长时间地运行在云服务器上了。

从表现上看起来，这样运行着的程序已经非常接近后台常驻地服务程序（daemon program/service）了，还有很多更加功能强大的工具，如systemd、pm2、docker等，可以帮助我们daemon化一个应用程序。从工程实践地角度看，这些工具能更好地帮我们管理云服务器上的各类后台服务，我们在后续的教程中还会根据各类场景进行针对性地讲解。

最后，祝你玩地愉快，并在Lighthouse实例跑上越来越多的程序，提升工作地效率，然后尽情地开车去远方吧！

0x06 参考资料

• 腾讯云轻量级应用服务器
• 腾讯云云服务器产品
• setsid(1) Linux manual page
• GNU Screen wiki
• tmux mannual page
• tmux github wiki
• Compile Kernel with Kali Linux