Java實現Linux下雙守護進程

2019-11-26 15:22:43

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供稿：網友

一、簡介

　　現在的服務器端程序很多都是基于Java開發，針對于Java開發的Socket程序，這樣的服務器端上線后出現問題需要手動重啟，萬一大半夜的掛了，還是特別麻煩的。
　　大多數的解決方法是使用其他進程來守護服務器程序，如果服務器程序掛了，通過守護進程來啟動服務器程序。
　　萬一守護進程掛了呢？使用雙守護來提高穩定性，守護A負責監控服務器程序與守護B，守護B負責監控守護A，任何一方出現問題，都能快速的啟動程序，提高服務器程序的穩定性。

　　Java的運行環境不同于C等語言開發的程序，Java程序跑在JVM上面。不同于C語言可以直接創建進程，Java創建一個進程等同于使用java -jar xxx.jar啟動一個程序。
　　Java啟動程序并沒有C#類似的單實例限制，你可以啟動多個，但是你不能啟動多個，不能讓多個守護A去守護服務器程序，萬一啟動了多個服務器程序怎么辦？

二、技術講解

這里的技術講解比較粗略，具體請百度一下，這里只講解作用。
1、jps命令。
　　JDK自帶的命令工具，使用jps -l可以列出正在運行的Java程序，顯示Java程序的pid與Name。只對Java程序有效，其實查看的是運行的JVM
2、java.nio.channels.FileLock類的使用
　　這個是Java new IO中的類，使用他可以維持在讀取文件的給文件加上鎖，判斷文件時候有鎖可以判斷該文件是否被其他的程序使用
3、ProcessBuilder與Process
　　這兩個原理差不多，都是調用系統的命令運行，然后返回信息。但是硬編碼會導致你的Java程序失去可移植性，可以將命令獨立到配置文件中。

三、設計原理

Server：服務器程序
A：守護進程A
B：守護進程B
A.lock:守護進程A的文件鎖
B.lock:守護進程B的文件鎖
----------------------------------------------------------------------------------
Step 1：首先不考慮Server，只考慮A與B之間的守護
1.A判斷B是否存活，沒有就啟動B
2.B判斷A是否存活，沒有就啟動A
3.在運行過程中A與B互相去拿對方的文件鎖，如果拿到了，證明對面掛了，則啟動對方。
4.A啟動的時候，獲取A.lock文件的鎖，如果拿到了證明沒有A啟動，則A運行;如果沒有拿到鎖，證明A已經啟動了，或者是B判斷的時候拿到了鎖，如果是A已經啟動了，不需要再次啟動A，如果是B判斷的時候拿到了鎖，沒關緊　　要，反正B會再次啟動A。
5.B啟動的時候原理與A一致。
6.運行中如果A掛了，B判斷到A已經掛了，則啟動A。B同理。

Step 2：加入Server
1.A用于守護B和Server，B用于守護A。
2.原理與Step 1 一致，只是A多個一個守護Serer的任務。
3.當A運行的時候，使用進程pid檢測到Server已經掛了，就啟動Server
4.如果Server與A都掛了，B會啟動A，然后A啟動Server
5.如果Server與B掛了，A啟動Server與B
6.如果A與B都掛了，守護結束

Step 3：使用Shutdown結束守護，不然結束Server后會自動啟動

四、實現
1、GuardA的實現

復制代碼代碼如下:

 public class GuardA {
     // GuardA用于維持自己的鎖
     private File fileGuardA;
     private FileOutputStream fileOutputStreamGuardA;
     private FileChannel fileChannelGuardA;
     private FileLock fileLockGuardA;
     // GuardB用于檢測B的鎖
     private File fileGuardB;
     private FileOutputStream fileOutputStreamGuardB;
     private FileChannel fileChannelGuardB;
     private FileLock fileLockGuardB;
 
     public GuardA() throws Exception {
         fileGuardA = new File(Configure.GUARD_A_LOCK);
         if (!fileGuardA.exists()) {
             fileGuardA.createNewFile();
         }
         //獲取文件鎖，拿不到證明GuardA已啟動則退出
         fileOutputStreamGuardA = new FileOutputStream(fileGuardA);
         fileChannelGuardA = fileOutputStreamGuardA.getChannel();
         fileLockGuardA = fileChannelGuardA.tryLock();
         if (fileLockGuardA == null) {
             System.exit(0);
         }
         
         fileGuardB = new File(Configure.GUARD_B_LOCK);
         if (!fileGuardB.exists()) {
             fileGuardB.createNewFile();
         }
         fileOutputStreamGuardB = new FileOutputStream(fileGuardB);
         fileChannelGuardB = fileOutputStreamGuardB.getChannel();
     }
 
     /**
      * 檢測B是否存在
      * 
      * @return true B已經存在
      */
     public boolean checkGuardB() {
         try {
             fileLockGuardB = fileChannelGuardB.tryLock();
             if (fileLockGuardB == null) {
                 return true;
             } else {
                 fileLockGuardB.release();
                 return false;
             }
         } catch (IOException e) {
             System.exit(0);
             // never touch
             return true;
         }
     }
 }

2、GuardServer的實現

復制代碼代碼如下:

public class GuardServer {
     private String servername;

     public GuardServer(String servername) {
         this.servername = servername;
     }

     public void startServer(String cmd) throws Exception {
         System.out.println("Start Server : " + cmd);
         //將命令分開
//        String[] cmds = cmd.split(" ");
//        ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder(cmds);

         //
         ProcessBuilder builder=new ProcessBuilder(new String[]{"/bin/sh","-c",cmd});
         //將服務器程序的輸出定位到/dev/tty
         builder.redirectOutput(new File("/dev/tty"));
         builder.redirectError(new File("/dev/tty"));
         builder.start(); // throws IOException
         Thread.sleep(10000);
     }

     /**
      * 檢測服務是否存在
      *
      * @return 返回配置的java程序的pid
      * @return pid >0 返回的是 pid <=0 代表指定java程序未運行
      * **/
     public int checkServer() throws Exception {
         int pid = -1;
         Process process = null;
         BufferedReader reader = null;
         process = Runtime.getRuntime().exec("jps -l");
         reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
         String line;
         while ((line = reader.readLine()) != null) {
             String[] strings = line.split("//s{1,}");
             if (strings.length < 2)
                 continue;
             if (strings[1].contains(servername)) {
                 pid = Integer.parseInt(strings[0]);
                 break;
             }
         }
         reader.close();
         process.destroy();
         return pid;
     }
}

3、GuardAMain實現

復制代碼代碼如下:

 public class GuardAMain {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         GuardA guardA = new GuardA();
         Configure configure = new Configure();
         GuardServer server = new GuardServer(configure.getServername());
         while (true) {
             // 如果GuardB未運行 運行GuardB
             if (!guardA.checkGuardB()) {
                 System.out.println("Start GuardB.....");
                 Runtime.getRuntime().exec(configure.getStartguardb());
             }
             // 檢測服務器存活
             if (server.checkServer() <= 0) {
                 boolean isServerDown = true;
                 // trip check
                 for (int i = 0; i < 3; i++) {
                     // 如果服務是存活著
                     if (server.checkServer() > 0) {
                         isServerDown = false;
                         break;
                     }
                 }
                 if (isServerDown)
                     server.startServer(configure.getStartserver());
             }
             Thread.sleep(configure.getInterval());
         }
     }
 }

4、Shutdown實現

復制代碼代碼如下:

public class ShutDown {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         Configure configure = new Configure();
         System.out.println("Shutdown Guards..");
         for (int i = 0; i < 3; i++) {
             Process p = Runtime.getRuntime().exec("jps -l");
             BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream()));
             String line;
             while ((line = reader.readLine()) != null) {
                 if (line.toLowerCase().contains("Guard".toLowerCase())) {
                     String[] strings = line.split("//s{1,}");
                     int pid = Integer.parseInt(strings[0]);
                     Runtime.getRuntime().exec(configure.getKillcmd() + " " + pid);
                 }
             }
             p.waitFor();
             reader.close();
             p.destroy();
             Thread.sleep(2000);
         }
         System.out.println("Guards is shutdown");
     }
}

5、GuardB與GuardA類似

五、下載與使用

項目文件夾：guard_demo

下載地址：http://pan.baidu.com/s/1bn1Y6BX

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