Linux 高性能服务器编程：服务器程序规范

概述

1. 守护进程

   1. Linux服务器程序一般以后台进程形式运行。后台进程又称为守护进程（daemon）。

   2. 它没有控制终端，因而也不会意外接收到用户收入。

   3. 守护进程的父进程通常是init进程（PID为1的进程）。

2. 日志

   1. Linux服务器程序通常有一套日志系统，它至少能输出日志到文件，有的高级服务器还能输出日志到专门的UDP服务器。
   2. 大部分后台进程都在/var/log目录下拥有字节的日志目录。

3. 配置性

   1. Linux服务器程序通常都是可配置的。
   2. 服务器程序通常能处理很多命令选项，如果一次运行的选项太多，则可以通过配置文件来管理。
   3. 绝大多数服务器程序都有配置文件，并存放在/etc目录下。

4. PID

   1. Linux服务器程序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。

5. Linux服务器程序通常需要考虑资源和限制，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。

日志

系统日志

1. Linux提供一个守护进程来处理系统日志，那就是syslogd，不过现在的Linux系统上使用的都是它的升级版rsyslogd。

2. 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。

   1. 用户进程是通过调用syslog系统生成日志的。该函数将日志输出到一个UNIX本地域socket类型的文件/dev/log中，rsyslogd则监听该文件以获取用户进程的输出。
   2. 内核日志在老的系统上是通过另一个守护进程rklogd来管理的，rsyslogd利用额外的模块实现了相同的功能。
      内核日志由prink等函数打印至内核的环状缓存中。
      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。

3. rsyslogd守护进程在接收到用户进程或内核进程输入的日志后，会把它们输出至某些特定的日志文件。
   默认情况下，调试信息会保存至/var/log/kern.log文件中。不过日志信息具体如何分发，可以在rsyslogd的配置文件中设置。

4. rsyslogd的主要配置文件是/etc/rsyslog.conf，其中，主要可以设置的项包括：

   1. 内核日志输入路径
   2. 是否接收UDP日志及其监听端口。
   3. 是否接收TCP日志及其监听端口。
   4. 日志文件的权限
   5. 包含哪些子配置文件。

syslog

1. 应用程序使用syslog函数与rsyslogd守护进程通信。
2. priority的等级见下图

3. 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。
   logopt选项见下图：

4. setlogmask也可以设置日志掩码

5. closelog可以关闭日志功能

用户信息

UID EUID GID EGID

1. 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。
2. uid：真实用户id。
3. euid：有效用户id。
4. gid：真实组id。
5. egid：有效组id。
6. 需要注意的是，一个进程拥有两个用户id，uid和euid。euid存在的目的是为了方便访问资源：它使得运行程序的用户拥有该程序的有效用户的权限。
7. 有效用户为root的进程称为特权进程。
8. 相关函数如下图：

切换用户

进程间关系

进程组

1. Linux下的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即PGID。

2. 该函数成功返回进程pid所属进程组的PGID，失败则返回-1并设置errno。
3. 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。

4. 上面这个函数将PID为pid的进程的PGID设置为pgid。该函数成功时返回0，失败返回-1并设置errno。
   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。
5. 一个进程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，我们也不能再在父进程中对它设置PGID。

会话

1. 一些有关联的进程组将组成一个会话，session。

2. 上面函数用于创建一个会话，但该函数不能由进程组的首领进程调用否则将会产生一个错误。
   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. 调用进程称为会话的首领，此时该进程是新会话的唯一成员。
   2. 新建一个进程组，其PGID就是调用进程的PID，调用进程成为该组的首领。
   3. 调用进程将甩开终端（如果有的话）。
3. 该函数成功时返回新的进程组的PGID，失败则返回-1并设置errno。
4. Linux进程并未提供所谓会话ID的概念，但Linux系统认为它等于会话首领所在的进程组的PGID，并提供了读取SID的函数：

ps

1. 可以用ps命令查看进程、进程组和会话之间的关系。

系统资源限制

1. 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）。
2. 可以使用getrlimit和setrlimit来读取或设置这些相关内容：

3. rlim_t描述资源级别。rlim_cur指定资源的软限制，rlim_max指定资源的硬限制。
   1. 所谓软限制，是一个建议性、最好不要超过的限制，超过的话，系统可能会向进程发送信号以终止其运行。
   2. 所谓硬限制，一般指软限制的上限，普通程序可以减小硬限制，而只有root身份运行的程序才能增加硬限制。

工作目录和根目录

1. 有些服务器程序还需要改变工作目录和根目录。
   1. 比如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/。
2. 获取当前工作目录和改变进程工作目录的函数:

3. 改变进程根目录的函数是chroot：

服务器程序后台化

1. 将服务器程序以守护进程的方式运行

2. Linux创建守护进程的函数是daemon
   1. nochdir指定是否改变工作目录，如果传递0，则工作目录将被设置为"/"。否则继续使用当前工作目录。
   2. 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。
   3. 该函数成功时返回0，失败返回-1并设置errno。