第7章 Linux服务器程序规范

Linux服务器程序规范：

Linux服务器程序一般以后台进程形式运行。后台进程又称守护进程（daemon）。守护进程的父进程通常是init进程（PID为1的进程）。
Linux服务器程序通常有一套日志系统，大部分后台进程都在/var/log目录下拥有自己的日志目录。
Linux服务器程序一般以某个专门的非root身份运行。比如mysqld、httpd、syslogd等后台进程，分别拥有自己的运行账户mysql、apache和syslog。
Linux服务器程序通常是可配置的。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。比如第4章讨论的squid服务器的配置文件是/etc/squid3/squid.conf。
Linux服务器进程通常会在启动的时候生成一个PID文件并存入/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。
Linux服务器程序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等。

Linux系统日志

日志的作用：记录程序运行的过程，以便于程序员对问题进行定位和分析。
日志系统的作用：使得输出的日志更加的规范，这样我们定位程序的问题将更加的迅速。
Linux提供一个守护进程来处理系统日志——syslogd，不过现在的Linux系统上使用的都是它的升级版——rsyslogd。

用户进程是通过调用syslog函数生成系统日志到文件/dev/log中
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守护进程在接收到用户进程或内核输入的日志后，默认情况下，调试信息会保存至/var/log/debug文件，普通信息保存至/var/log/messages文件，内核消息则保存至/var/log/kern.log文件。不过，日志信息具体如何分发，可以在rsyslogd的配置文件中设置。rsyslogd的主配置文件是/etc/rsyslog.conf

rsyslogd中常用的函数：

syslog()：指定日志的类型（等级）和具体的日志。
openlog()：打开一个日志器
setlogmask():使日志级别大于日志掩码的日志信息被系统忽略，比如运行的时候不需要输出调试的日志
closelog()：关闭日志功能
实例：

#include <syslog.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
   openlog("example_app", LOG_PID|LOG_CONS, LOG_USER);
   syslog(LOG_NOTICE, "Application started");
   syslog(LOG_WARNING, "Warning message");
   syslog(LOG_DEBUG, "This is a debug message");
   syslog(LOG_ERR, "Error message");
   closelog();
   return 0;
}

上述代码的输出可以从/var/log/messages和/var/log/debug中找到。
ubuntu系统没有/var/log/messages系统日志文件解决办法，没有debug文件的解决方法是同理的。

UID与EUID

大部分服务器就必须以root身份启动，但不能以root身份运行。【问题】这句话是什么意思？这和下面要讲的东西有什么关系？

一个进程拥有两个用户ID：真实用户ID（UID）、有效用户ID（EUID）、真实组ID（GID）和有效组ID（EGID）

EUID的作用：如果程序设置了set-user-id标志，那么当某用户使用该程序时，此用户就暂时获取EUID所指向用户的权限。如使用su程序时，EUID为0（root），用户暂时拥有了root用户的权限。利用setuid()、seteuid()方法设置uid和euid。
EGID的含义与EUID类似：用户暂时获取EGID所指向用户组的权限

测试程序1：获取UID和EUID，test.cpp:

#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
    uid_t uid=getuid();
    uid_t euid=geteuid();
    printf("userid is%d,effective userid is:%d\n",uid,euid);return 0;
}

编译与设置：

g++ test.cpp -o test
sudo chown root:root test # 修改目标文件的所有者和组为root 
sudo chmod +s test # 给程序test设置set-user-id标志
./test
输出：
userid is1004,effective userid is:0

测试程序2：切换进程的UID和EUID：

#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
bool switch_to_user( uid_t user_id, gid_t gp_id )
{
    if ( ( setgid( gp_id ) < 0 ) || ( setuid( user_id ) < 0 ) )
    {
        return false;
    }

    return true;
}

进程组与会话

进程组的作用：
终止进程组所有进程；给进程组中的所有进程发送信号从而控制这些进程；限制进程组中进程拥有的权限，提高系统的安全；监视进程组使用的资源总和等。
会话：一些有关联的进程组将形成一个会话。会话中可能有多个进程组。

ulimit：ulimit命令修改当前shell环境下的资源限制。如CPU数量、内存数量、CPU时间、最大文件名长度等。
用于系统资源限制的函数：getrlimit和setrlimit

chdir与chroot

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/）。所以需要改变进程的根目录。获取进程当前工作目录和改变进程工作目录的函数分别是：getcwd和chdir。

chdir与chroot：

chdir系统调用用于更改进程的当前工作目录：假设本来是在目录/home/ubuntu/projects/tests/test11111下运行程序，使用chdir("/var/txt/")以后，如果访问./text.txt，就是在访问/var/txt/text.txt。
chroot进程的根目录，限制进程只能访问根目录下的文件：使用chroot("/var/txt")以后，如果访问/text.txt，就是在访问/var/txt/text.txt。
区别：chroot("/var/txt/")让进程只能访问/var/txt/目录下文件。如果只使用chdir("/var/txt/")，进程仍然可以访问/var/txt/目录以外的文件。

【注】通过chroot可以改变函数的根目录，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。

下面是一个chroot使用实例：

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <iostream>

int main()
{
    // 使用chroot来设置隔离的根目录为 /newroot
    if (chroot("/newroot") != 0) {
        std::cerr << "chroot failed\n";
        return 1;
    }

    // 在根目录下创建一个新的文件
    int fd = open("/testfile", O_CREAT | O_WRONLY, 0644);
    if (fd == -1) {
        std::cerr << "open failed\n";
        return 1;
    }

    // 关闭文件并输出信息
    close(fd);
    std::cout << "File created successfully in chroot jail\n";

    // 尝试访问 /etc/passwd 目录
    fd = open("/etc/passwd", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        std::cerr << "open failed: cannot access /etc/passwd\n";
        return 1;
    }

    // 关闭文件并输出信息
    close(fd);
    std::cout << "Successfully accessed /etc/passwd in chroot jail\n";

    return 0;
}

上述代码会/newroot目录下创建文件testfile，并且本程序无法访问/etc/passwd。
【注】运行上述代码需要使用sudo

后台运行的进程，程序中调用daemon()

在程序中调用daemon()，程序在后台运行。下面自己写一个daemon()：

bool daemonize()
{
    /*创建子进程，关闭父进程，这样可以使程序在后台运行*/
    pid_t pid = fork();
    if ( pid < 0 )
    {
        return false;
    }
    else if ( pid > 0 )
    {
        exit( 0 );
    }

    /*设置文件权限掩码。当进程创建新文件（使用open(const char*pathname,int
    flags,mode_t mode)系统调用）时，文件的权限将是mode＆0777*/
    umask( 0 );
    
    /*创建新的会话，设置本进程为进程组的首领*/
    pid_t sid = setsid();
    if ( sid < 0 )
    {
        return false;
    }
    
    /*切换工作目录*/
    if ( ( chdir( "/" ) ) < 0 )
    {
        /* Log the failure */
        return false;
    }

    /*关闭标准输入设备、标准输出设备和标准错误输出设备*/
    close( STDIN_FILENO );
    close( STDOUT_FILENO );
    close( STDERR_FILENO );

    /*关闭其他已经打开的文件描述符，代码省略*/
    /*将标准输入、标准输出和标准错误输出都定向到/dev/null文件*/
    open( "/dev/null", O_RDONLY );
    open( "/dev/null", O_RDWR );
    open( "/dev/null", O_RDWR );
    return true;
}

其他

.d 是 directory 的缩写，表示这是一个目录（文件夹）。是对原有配置的扩展。

posted @ 2023-02-02 14:17 好人~ 阅读(97) 评论(0) 编辑收藏举报

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