19 Mar 2023 4614字 16分
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日志

Linux系统日志总览

Linux提供一个守护进程来处理系统日志——$syslogd$,现在的$Linux$系统使用的都是它的升级版$rsyslogd$

$rsyslogd$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$syslog$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， $rsyslogd$则监听该文件以获取用户进程的输出。

内核日志在老的系统上是通过另外一个守护进程rklogd来管理的。

$rsyslogd$利用额外的模块现了相同的功能。内核日志由printk等函数打印至内核的环状缓存（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。

syslog函数

应用程序使用syslog函数与rsyslogd守护进程通信。

#include＜syslog.h＞ 
void syslog(int priority,const char*message,...);

该函数采用可变参数（第二个参数message和第三个参数…）来结构化输出。

priority参数是所谓的设施值与日志级别的按位或。设施值的默认值是LOG_USER。

#include＜syslog.h＞ 
#define LOG_EMERG 0/*系统不可用*/ 
#define LOG_ALERT 1/*报警，需要立即采取动作*/ 
#define LOG_CRIT 2/*非常严重的情况*/ 
#define LOG_ERR 3/*错误*/ 
#define LOG_WARNING 4/*警告*/ 
#define LOG_NOTICE 5/*通知*/ 
#define LOG_INFO 6/*信息*/ 
#define LOG_DEBUG 7/*调试*/

openlog函数可以改变syslog的默认输出方式，进一步结构化日志内容

#include＜syslog.h＞ 
void openlog(const char*ident,int logopt,int facility);

ident参数指定的字符串将被添加到日志消息的日期和时间之后，它通常被设置为程序的名字。

logopt参数对后续syslog调用的行为进行配置，它可取下列值的按位或:

#define LOG_PID 0x01/*在日志消息中包含程序PID*/ 
#define LOG_CONS 0x02/*如果消息不能记录到日志文件，则打印至终端*/ 
#define LOG_ODELAY 0x04/*延迟打开日志功能直到第一次调用syslog*/ 
#define LOG_NDELAY 0x08/*不延迟打开日志功能*/

facility参数可用来修改syslog函数中的默认设施值

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。过滤日志

#include＜syslog.h＞ 
int setlogmask(int maskpri);

maskpri参数指定日志掩码值。该函数始终会成功，它返回调用进程先前的日志掩码值。

用来关闭日志：

#include＜syslog.h＞ 
void closelog();

用户信息

UID、EUID、GID和EGID

用户信息对于服务器程序的安全性来说是很重要的，比如大部分服务器就必须以root身份启动，但不能以root身份运行。

#include＜sys/types.h＞ 
#include＜unistd.h＞ 
uid_t getuid();/*获取真实用户ID*/ 
uid_t geteuid();/*获取有效用户ID*/ 
gid_t getgid();/*获取真实组ID*/ 
gid_t getegid();/*获取有效组ID*/ 
int setuid(uid_t uid);/*设置真实用户ID*/ 
int seteuid(uid_t uid);/*设置有效用户ID*/ 
int setgid(gid_t gid);/*设置真实组ID*/ 
int setegid(gid_t gid);/*设置有效组ID*/

一个进程拥有两个用户ID：UID和EUID。EUID :方便资源访问：它使得运行程序的用户拥有该程序的有效用户的权限。

例如：su程序，任何用户都可以使用它来修改自己的账户信息，但修改账户时su程序不得不访问/etc/passwd文件，而访问该文件是需要root权限的。

用ls命令可以查看到，su程序的所有者是root，并且它被设置了set-user-id标志，这个标志表示，任何普通用户运行su程序时，其有效用户就是该程序的所有者root

有效用户为root的进程称为特权进程（privileged processes）

EGID：给运行目标程序的组用户提供有效组的权限。

进程间关系

进程组

Linux下每个进程都隶属于一个进程组，因此它们除了PID信息外，还有进程组ID（PGID）。获取PGID

#include＜unistd.h＞ 
pid_t getpgid(pid_t pid);

该函数成功时返回进程pid所属进程组的PGID，失败则返回-1并设置errno。

每个进程组都有一个首领进程，其PGID和PID相同。进程组将一直存在，直到其中所有进程都退出，或者加入到其他进程组。

设置PGID

#include＜unistd.h＞ 
int setpgid(pid_t pid,pid_t pgid);

该函数将PID为pid的进程的PGID设置为pgid。

如果pid和pgid相同，则由pid指定的进程将被设置为进程组首领；
如果pid为0，则表示设置当前进程的PGID为pgid；
如果pgid为0，则使用pid作为目标 PGID。
setpgid函数成功时返回0，失败则返回-1并设置errno。

只能设置自己或者其子进程的PGID。并且，当子进程调用exec系列函数后，不能再在父进程中对它设置PGID。

会话（session)

一些有关联的进程组将形成一个会话（session）。

创建一个会话：

#include＜unistd.h＞ 
pid_t setsid(void);

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：

调用进程成为会话的首领，此时该进程是新会话的唯一成员。
新建一个进程组，其PGID就是调用进程的PID，调用进程成为该组的首领。
调用进程将甩开终端（如果有的话）

函数成功时返回新的进程组的PGID，失败则返回-1并设置 errno。

Linux进程并未提供所谓会话ID（SID）的概念，但Linux系统认为它等于会话首领所在的进程组的PGID，并提供了如下函数来读取 SID：

#include＜unistd.h＞ 
pid_t getsid(pid_t pid);

系统资源限制

Linux上运行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）。

Linux系统资源限制可以通过如下一对函数来读取和设置：

#include＜sys/resource.h＞ 
int getrlimit(int resource,struct rlimit*rlim); 
int setrlimit(int resource,const struct rlimit*rlim);

rlim参数是rlimit结构体类型的指针，rlimit结构体的定义如下：

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

软限制是一个建议性的、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。

例如，当进程CPU时间超过其软限制时，系统将向进程发送SIGXCPU信号；当文件尺寸超过其软限制时，系统将向进程发送SIGXFSZ信号。

硬限制一般是软限制的上限。普通程序可以减小硬限制，而只有以root身份运行的程序才能增加硬限制。

可以使用ulimit命令修改当前shell环境下的资源限制（软限制或/和硬限制），这种修改将对该shell启动的所有后续程序有效。

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。

resource参数指定资源限制类型。

setrlimit和getrlimit成功时返回0，失败则返回-1并设置errno。

有些服务器程序还需要改变工作目录和根目录，一般来说，Web服务器的逻辑根目录并非文件系统的根目录“/”，而是站点的根目录（对于Linux的Web服务来说，该目录一般是/var/www/）。

获取进程当前工作目录和改变进程工作目录的函数：

#include＜unistd.h＞ '
char*getcwd(char*buf,size_t size); 
int chdir(const char*path);

buf参数指向的内存用于存储进程当前工作目录的绝对路径名，其大小由size参数指定。

绝对路径的长度（再加上一个空结束字符“\0”）超过了size，则getcwd将返回NULL，并设置 errno为ERANGE。
buf为NULL并且size非0，则getcwd可能在内部使用malloc动态分配内存，并将进程的当前工作目录存储在其中，必须自己来释放getcwd在内部创建的这块内存
getcwd函数成功时返回一个指向目标存储区（buf指向的缓存区或是getcwd在内部动态创建的缓存区）指针。
失败则返回NULL并设置errno。

chdir函数的path参数指定要切换到的目标目录。它成功时返回0，失败时返回-1并设置errno。

改变进程根目录的函数是chroot：

#include＜unistd.h＞ 
int chroot(const char*path);

path参数指定要切换到的目标根目录。它成功时返回0，失败时返回-1并设置errno。

chroot并不改变进程的当前工作目录，所以调用 chroot之后，仍然需要使用chdir(“/”)来将工作目录切换至新的根目录。

改变进程的根目录之后，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。不过好在调用chroot之后，进程原先打开的文件描述符依然生效，所以可以利用这些早先打开的文件描述符来访问调用chroot之后不能直接访问的文件（和目录），尤其是一些日志文件。

只有特权进程才能改变根目录。

服务器程序后台化

让一个进程以守护进程的方式运行：

将服务器程序以守护进程的方式运行。

fork函数有两个返回值，子进程中返回0，父进程中返回子进程pid。程序如果是在父进程中运行直接退出了，fork函数失败pid<0。

Linux提供了完成同样功能的库函数：

#include＜unistd.h＞ 
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“/”（根目录），否则继续使用当前工作目录。
noclose参数为0时，标准输入、标准输出和标准错误输出都被重定向到/dev/null文件，否则依然使用原来的设备。该函数成功时返回 0，失败则返回-1并设置errno。

Linux服务器程序规范

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