Linux高性能服务器编程 第七章（Linu服务器程序规范）

7  Linux服务器程序规范


１、一般以后台程序运行。(daemon)没有控制终端，因而不会意外接收到用户输入。父进程通常为init.
２、通常有一套日志系统，至少能输出日志到文件，有的高级服务器能输出到专门的udp服务器。大部分后台程序都在/var/log目录下有自己的日志目录。
３、一般以某个专门的非root身份运行。如mysqld,httpd,syslogd等后台进程，分别拥有自己的运行账户mysql,apache,syslog。
４、通常是可配置的。服务器程序通常能处理很多命令行选项，如果一次运行的选项太多，则可以用配置文件来管理。绝大多数服务器程序都有配置文件，并存放在/etc目录下。
５、通常会在启动的时候生成一个pid文件并存放入/var/run目录中，以记录该后台进程的pid。比如syslogd的pid文件是/var/run/syslogd.pid。
６、通常需要考虑系统资源和限制，以预测自身能承受多大负荷，比如进程可用文件描述符总数和内存总量。




日志：
rsyslogd守护进程既能接收用户进程输出的日志，又能接收内核日志。用户进程是通过调用syslogd函数生成系统日志的。该函数将日志输出到一个unix本地域socket类型（AF_UNIX）的文件/dev/log中，rsyslogd监听该文件以获取用户进程的输出。
内核日志由printk等函数打印到内核的环状缓存（ring buffer）中。环状缓存的内容直接映射到/proc/kmsg文件中。rsyslogd则通过读取该文件获得内核日志。


rsyslogd在收到用户进程或内核输入的日志后，会把它们输出到某些特定的日志文件中。如/var/log/kern.log。日志如何分发，可以通过配置文件设置。


#include
void syslog(int priority, const char* message, ...);
日志级别：
#include
#define LOG_EMERG //系统不可用
#define LOG_ALERT　//报警，需要立即采取动作
#define LOG_CRIT //非常严重的错误
#define LOG_ERR //错误
#define LOG_WARNING
#define LOG_NOTICE
#define LOG_INFO
#define LOG_DEBUF


改变syslog的默认输出方式，进一步结构化日志内容：
void openlog(const char* ident, int logopt, int facility);


开发阶段要输出很多调试信息，而程序发布后需要将这些信息关闭。解决的方式并不是在发布程序后删除调试代码，而是简单的设置日志掩码，使日志级别大于日志掩码的日志信息被系统忽略。
int setlogmask(int maskpri);


关闭日志功能：
void closelog();




用户信息：
uid, euid, gid, egid。
#include
#include
uid_t getuid();
uid_t geteuid();
gid_t getgid();
gid_t getegid();
int setuid();
int seteuid();
int setgid();
int setegid();


进程间关系：
#include
pid_t getpgid(pid_t pid);


int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid);


pid_t setsid(void);
该函数不能由进程组的首领进程调用，否则将产生一个错误。对于非组首领的进程，调用该函数不仅创建新会话，而且有如下额外效果：
１、调用进程成为会话的首领，此时该进程是会话的唯一成员。
２、新建一个进程组，其PGID就是调用进程的PID，调用进程成为该组首领。
３、调用进程将甩开终端。
pid_t getsid(pid_t pid);


执行ps命令可以查看进程、进程组、会话之间的关系：
如：ps -o pid,ppid,pgid,sid,comm | less




系统资源限制：
Linux上的程序都会受到资源限制的影响，比如物理设备限制（cpu数量、内存数量等）、系统策略限制（cpu时间等），以及具体实现的限制（比如文件名的最大长度）。
#include
int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlim);
int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlim);
struct rlimit{
rlim_t rlim_cur;
rlim_t rlim_max;
};


rlim_t是一个整数类型，它描述资源级别。rlim_cur成员指定资源的软限制，rlim_max成员指定资源的硬限制。软限制是一个建设性的、最好不要超越的限制，如果超越的话，系统可能向进程发送信号以终止其运行。硬限制是软限制的上限。普通程序可以减少应限制，而只有以root身份运行的程序才能增加硬限制。我们可以使用ulimit命令修改当前shell环境下的资源限制（软限制和硬限制），这种修改将对该shell启动的所有后续程序有效。我们也可以通过修改配置文件来改变系统软限制和硬限制，而且这种修改是永久的。
资源类型：
RLIMIT_AS//进程虚拟内存总量限制（单位是字节）
RLIMIT_CORE//进程核心转储文件（core dump）的大小限制
RLIMIT_CPU
RLIMIT_DATA//进程数据段（初始化数据data段、未初始化数据bss段和堆）限制（单位字节）
RLIMIT_FSIZE//文件大小限制（单位字节）
RLIMIT_NOFILE//文件描述符数量限制
RLIMIT_NPROC//用户能够创建的进程数量限制
RLIMIT_SIGPENDING//用户能够挂起的信号数量限制
RLIMIT_STACK//进程栈内存限制（单位字节）




改变工作目录和根目录：
#include
char* getcwd(char* buf, size_t size);
int chdir(const char* path);


int chroot(const char* path);
chroot并不改变进程的当前工作目录，所以调用chroot之后，我们仍然需要使用chdir("/")来将工作目录切换至新的根目录。改变进程的根目录后，程序可能无法访问类似/dev的文件（和目录），因为这些文件（和目录）并非处于新的根目录之下。不过进程原来打开的文件描述符依然生效，我们可以使用之前打开的文件描述符来访问chroot之后不能直接访问的文件（和目录），尤其是一些日志文件。此外，只有特权进程才能改变根目录。


服务器程序后台化：
bool daemonize(){
pid_t pid = fork();
if(pid < 0){
return false;
}else if(pid > 0){
exit(0);
}


umask(0);


pid_t sid = setsid();
if(sid < 0){
return false;
}


if((chdir("/")) < 0){
return false;
}


close(STDIN_FILENO);
close(STDOUT_FILENO);
close(STDERR_FILENO);


open("/dev/null", O_RDONLY);
open("/dev/null", O_RDWR);
open("/dev/null", O_RDWR);


return true;
}


Linux提供了完成同样功能的库函数：
#include
int daemon(int nochdir, int noclose);
nochdir参数用于指定是否改变工作目录，如果给它传递０，则工作目录将被设置为"/",否则继续使用当前工作目录。noclose参数为０时，标准输入、标准输出、标准错误都被重定向到/dev/null文件，否则依然使用原来的设备。