19、企业应用的维护与管理：守护进程、服务及监控

time3

于 2025-11-30 12:58:10 发布

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分类专栏： Ruby企业开发实战精要文章标签：企业应用守护进程 Windows服务

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企业应用的维护与管理：守护进程、服务及监控

1. 企业软件开发的特点

企业环境下的软件开发与其他场景有所不同。通常，企业开发者以大型团队形式工作，经常需要复用专有库和应用程序，并且要与运维和 QA 部门紧密合作。与桌面应用相比，许多企业应用没有用户界面，而是作为守护进程或服务在后台运行。实现这些后台进程可能具有一定难度，因此需要借助工具实现自动化。

2. 将代码转换为守护进程和服务

在企业环境中，经常需要创建守护进程，即无控制终端在后台运行的进程，如 HTTP 服务器。手动将进程转换为守护进程较为复杂，可借助库实现自动化。

2.1 不同平台的准备工作

Unix 类操作系统 ：安装 daemons gem。

$ gem install daemons

Windows 平台 ：安装 win32-service gem。

$ gem install win32-service

2.2 示例测试应用

以下是一个观察目录中是否有新文件的服务器，它等待以 XML 编码的新订单。输入文件名必须以 order 开头，扩展名为 .xml 。

# order_import.rb
require 'logger'

working_dir = ARGV[0] || '/tmp/orders'
interval = (ARGV[1] || 10).to_i
logger = Logger.new File.join(working_dir, 'order_import.log')
logger.info 'Started order import...'

loop do
  orders = Dir["#{working_dir}/order*.xml"]
  orders.each do |filename|
    logger.info "Processing #{filename}."
    # Do something with order file...
    File.delete(filename)
  end
  sleep interval
end

该程序开始时定义了几个变量： working_dir 指向期望新订单到达的目录， interval 定义检查工作目录中是否有新文件的频率（默认 10 秒）， logger 用于将程序活动记录到文件中。然后进入一个无限循环，读取工作目录中的所有新订单输入文件，处理后删除文件，最后程序休眠指定的秒数。

2.3 在 Unix 类系统中转换为守护进程

使用 Daemons 库将上述程序转换为守护进程，只需在程序开头添加以下代码：

# instant_daemon.rb
require 'daemons'
Daemons.daemonize :backtrace => true

daemonize() 方法接受一个选项哈希，支持两个可选选项。 backtrace 选项可方便调试守护进程，当设置该选项时，守护进程会将最后异常的回溯信息写入 pid/[app_name].log 文件。如果 ontop 设置为 true ，程序不会作为守护进程运行，这在调试时很有用。

创建守护进程后，需要工具来停止和重启它。 Daemons 库支持通过进程 ID（PID）文件控制守护进程。创建以下控制脚本：

# order_import_control.rb
require 'daemons'
Daemons.run(File.join(File.dirname(__FILE__), 'order_import.rb'))

可以使用以下命令控制订单导入进程：

$# Start the process in the background:
$ ruby order_import_control.rb start
$# Restart the process:
$ ruby order_import_control.rb restart
$# Stop the process:
$ ruby order_import_control.rb stop
$# Start the process in the foreground:
$ ruby order_import_control.rb run

在 Ruby 1.9 中， Process 类有一个新的类方法 daemon(stay_in_dir=false,keep_stdio_open=false) ，可将当前进程转换为守护进程并放入后台。但该方法并非在所有平台都可用，仅在支持的平台且不打算迁移应用时使用。

2.4 在 Windows 平台实现服务

在 Windows 平台，使用 win32-service 库将订单导入进程实现为服务。以下是实现代码：

# order_import.rb
require 'logger'
require 'win32/daemon'
include Win32

class OrderImportService < Daemon
  def initialize(opts = {})
    super()
    @opts = opts
  end

  def service_init
    @interval = @opts[:interval] || 10
    @working_dir = @opts[:working_dir] || 'c:/orders'
    @logger = Logger.new(@opts[:logfile] || 'c:/order_import.log')
    @logger.info 'Starting order import...'
  end

  def service_main
    @logger.info 'Order import has been started.'
    while running?
      orders = Dir["#{@working_dir}/order*.xml"]
      orders.each do |filename|
        @logger.info "Processing #{filename}."
        # Do something with order file...
        File.delete(filename)
      end
      sleep(@interval)
    end
    @logger.info 'Order import has been stopped.'
  end
end

if __FILE__ == $0
  order_import_service = OrderImportService.new
  order_import_service.mainloop
end

该服务定义了一个类 OrderImportService ，继承自 Daemon 。 service_init() 方法在服务启动时调用，用于初始化数据和文件； service_main() 方法实现服务的主要逻辑，使用 running? 方法检查服务是否仍在运行。

在启动服务之前，需要安装服务。使用 Service 类编写安装方法：

# install_service.rb
require 'win32/service'
include Win32

def install_service(name, display_name, executable)
  Service.create(
    name,
    nil,
    :display_name => display_name,
    :binary_path_name => 'ruby ' + File.expand_path(executable)
  )
  puts "Service #{name} has been installed."
end

install_service(
  'order_import',
  'Order Import',
  'order_import.rb'
)

安装服务后，可以使用 Windows 服务管理控制台管理服务。以下是一个管理服务的示例程序：

# service_management.rb
require 'win32/service'
include Win32

def wait_for_state(state)
  print "Waiting for state '#{state}'"
  i = 0
  while Service.status('order_import').current_state != state
    i += 1
    print '.' if i % 1000 == 0
  end
  puts
end

puts "Display name: #{Service.get_display_name('order_import')}"
Service.configure(
  'order_import',
  nil,
  :display_name => 'Order Import 2008'
)
Service.start('order_import')
wait_for_state('running')
puts 'Service has been started.'
Service.pause('order_import')
wait_for_state('paused')
puts 'Service has been paused.'
Service.resume('order_import')
puts 'Service has been resumed.'
wait_for_state('running')
Service.stop('order_import')
wait_for_state('stopped')
puts 'Service has been stopped.'
Service.delete('order_import')
puts 'Service has been uninstalled.'

3. 使用 Monit 监控应用程序

编写的许多 Ruby 程序已成为公司基础设施的重要组成部分，但有时会崩溃，需要自动重启。 monit 是一个监控工具，可以完成这项任务。

3.1 安装 Monit

$ wget http://www.tildeslash.com/monit/dist/monit-4.10.1.tar.gz
$ tar xzvf monit-4.10.1.tar.gz
$ cd monit-4.10.1
$ ./configure && make && sudo make install

3.2 Monit 配置文件

以下是一个监控系统和订单导入守护进程的配置文件：

# monitrc.conf
set daemon 60
set logfile '/tmp/monitoring.log'
set mailserver smtp.example.com username "sysadm" password "t0p$ecret"
set alert admin@example.com { nonexist, timeout } with mail-format {
  from: monit@example.com
}
set alert boss@example.com only on { timeout }
set httpd port 2812 and
use address localhost
allow localhost
allow admin:monit

# Check the system's status:
check system localhost
if loadavg(1min) > 4 then alert
if loadavg(5min) > 2 then alert
if memory usage > 75% then alert
if cpu usage(user) > 70% then alert
if cpu usage(system) > 30% then alert
if cpu usage(wait) > 20% then alert

# Check status of order import daemon:
check process order_import with pidfile /tmp/order_import.rb.pid
start program = "/tmp/order_import_control.rb start"
stop program = "/tmp/order_import_control.rb stop"
if cpu > 60% for 2 cycles then alert
if cpu > 80% for 5 cycles then restart
if totalmem > 100.0 MB for 5 cycles then restart
if loadavg(5min) greater than 8 for 6 cycles then stop
if 3 restarts within 5 cycles then timeout
group server

该配置文件逐行解析如下：
- 第 1 行：设置 monit 作为守护进程启动，每 60 秒检查一次所有受监控的进程。
- 第 2 行：配置 monit 用于记录重要事件的日志文件。
- 第 3 行：配置用于发送邮件的邮件服务器。
- 第 4 - 7 行：定义邮件通知的接收者和条件。
- 第 8 - 11 行：配置 monit 的 HTTP 服务器，监听端口 2812，只允许本地访问，使用用户名和密码进行身份验证。
- 第 14 - 20 行：检查系统状态，如负载平均值、内存使用率、CPU 使用率等，超过阈值则发出警报。
- 第 23 - 30 行：检查订单导入守护进程的状态，指定启动和停止程序的命令，根据 CPU、内存、负载平均值等条件进行警报、重启或停止操作。
- 第 31 行：将订单导入进程放入 “server” 组。

3.3 使用配置文件监控守护进程

使用以下命令启动 monit 进程：

$ monit -c monitrc.conf

启动后， monit 会立即注意到订单导入进程未运行并尝试重启它，同时发送邮件通知。可以使用以下命令启动、停止或重启所有进程或进程组：

$ monit -c monitrc.conf start all
$ monit -c monitrc.conf -g server restart all

如果不再需要 monit ，可以使用以下命令终止它：

$ monit -c monitrc.conf quit

3.4 查看监控状态

可以通过 monit 的日志文件查看监控状态，也可以通过浏览器访问 http://localhost:2812 查看进程的详细状态。

4. 总结

通过上述方法，可以将 Ruby 应用程序转换为守护进程或服务，并使用 monit 工具监控应用程序的运行状态，确保其稳定运行。不同平台的实现方式有所不同，但都有相应的工具和方法来完成这些任务。

以下是将代码转换为守护进程和服务的流程图：

graph TD;
    A[选择平台] --> B{Unix类系统};
    A --> C{Windows平台};
    B --> D[安装daemons gem];
    C --> E[安装win32-service gem];
    D --> F[编写测试应用];
    E --> F;
    F --> G[使用Daemons库转换为守护进程（Unix）];
    F --> H[定义服务类（Windows）];
    G --> I[创建控制脚本];
    H --> J[安装服务];
    I --> K[控制守护进程];
    J --> L[管理服务];

以下是使用 Monit 监控应用程序的步骤表格：
| 步骤 | 操作 |
| ---- | ---- |
| 1 | 安装 Monit |
| 2 | 编写 Monit 配置文件 |
| 3 | 使用配置文件启动 Monit |
| 4 | 查看监控状态（日志文件或 Web 界面） |

企业应用的维护与管理：守护进程、服务及监控

5. 企业应用标准的封装与复用

许多公司在软件开发过程中有各种各样的标准，例如开发者需要按照特定方案命名对象，Web 应用需要遵循特定的样式指南等。为了简化开发工作，将这些标准封装到可复用的组件中是一个不错的选择。

5.1 创建 Rails 插件

创建自己的 Rails 插件可以帮助我们封装通用的功能和标准。虽然文档中没有详细给出创建 Rails 插件的具体代码示例，但我们知道通过创建插件，可以将一些常用的功能模块化，方便在不同的项目中复用。

5.2 创建自定义生成器

避免代码重复的另一个有效方法是创建自定义生成器。同样，文档未给出具体代码，但创建自定义生成器可以根据项目的标准和需求，自动生成符合规范的代码结构，提高开发效率。

6. 不同平台实现守护进程和服务的对比

平台	实现方式	工具	特点
Unix 类系统	将进程转换为守护进程	`daemons` gem	实现相对简单，可通过控制脚本方便地启动、停止和重启守护进程
Windows 平台	将程序实现为服务	`win32-service` gem	需要定义服务类，通过 Windows 服务管理控制台进行管理

以下是不同平台实现守护进程和服务的对比流程图：

graph TD;
    A[开发需求] --> B{选择平台};
    B --> C{Unix类系统};
    B --> D{Windows平台};
    C --> E[使用daemons gem];
    D --> F[使用win32-service gem];
    E --> G[守护进程控制灵活];
    F --> H[服务管理依赖控制台];

7. 监控工具的重要性及选择

在企业应用中，监控工具至关重要。像 monit 这样的工具可以实时监控系统和应用程序的状态，当出现异常时及时发出警报并采取相应的措施，如重启或停止进程。选择监控工具时，需要考虑以下因素：
- 功能全面性 ：能否监控系统的各种指标，如 CPU 使用率、内存使用率、负载平均值等。
- 配置灵活性 ：是否具有强大的配置语言，能够根据不同的需求进行定制化配置。
- 平台兼容性 ：是否支持目标平台的监控。

8. 实际应用中的注意事项

在实际应用中，将代码转换为守护进程和服务以及使用监控工具时，还需要注意以下几点：
- 日志记录 ：无论是守护进程、服务还是监控工具，都要重视日志记录。日志可以帮助我们排查问题，了解程序的运行状态。
- 路径问题 ：在守护进程中，要确保使用的文件路径是绝对路径，因为守护进程通常会将当前工作目录更改为根目录。
- 调试技巧 ：在调试守护进程和服务时，可以利用工具提供的调试选项，如 Daemons 库的 ontop 选项，方便定位问题。

9. 未来展望

随着企业应用的不断发展，对应用的维护和管理要求也会越来越高。未来可能会出现更多功能强大、使用便捷的工具和技术，帮助我们更高效地完成应用的维护和管理工作。例如，可能会有更智能的监控工具，能够自动分析系统状态并预测潜在的问题；也可能会有更简单的跨平台实现守护进程和服务的方法，减少不同平台之间的差异带来的开发成本。

总之，掌握将代码转换为守护进程和服务的方法，以及使用监控工具对应用进行实时监控，是企业应用维护和管理的重要技能。通过合理运用这些技术和工具，可以提高应用的稳定性和可靠性，为企业的发展提供有力支持。

以下是企业应用维护与管理的整体流程总结列表：
1. 根据公司标准封装可复用组件（创建 Rails 插件和自定义生成器）。
2. 选择合适的平台，根据平台特点将代码转换为守护进程或服务。
- Unix 类系统：安装 daemons gem，编写测试应用，使用 Daemons 库转换为守护进程，创建控制脚本。
- Windows 平台：安装 win32-service gem，定义服务类，安装服务。
3. 使用监控工具（如 monit ）对应用进行监控。
- 安装监控工具。
- 编写监控配置文件。
- 启动监控工具并查看监控状态。
4. 在实际应用中注意日志记录、路径问题和调试技巧。
5. 关注未来技术发展，不断提升应用维护和管理的能力。