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2.1守護(hù)進(jìn)程簡(jiǎn)介L(zhǎng)inux服務(wù)器在啟動(dòng)時(shí)需要啟動(dòng)很多系統(tǒng)服務(wù)，它們向本地和網(wǎng)絡(luò)用戶提供了Linux的系統(tǒng)功能接口，直接面向應(yīng)用程序和用戶。提供這些服務(wù)的程序是由運(yùn)行在后臺(tái)的守護(hù)進(jìn)程（daemons）來(lái)執(zhí)行的。守護(hù)進(jìn)程是生存期長(zhǎng)的一種進(jìn)程。它們獨(dú)立于控制終端并且周期性的執(zhí)行某種任務(wù)或等待處理某些發(fā)生的事件。他們常常在系統(tǒng)引導(dǎo)裝入時(shí)啟動(dòng)，在系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)終止。linux系統(tǒng)有很多守護(hù)進(jìn)程，大多數(shù)服務(wù)器都是用守護(hù)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，守護(hù)進(jìn)程完成許多系統(tǒng)任務(wù)，比如，作業(yè)規(guī)劃進(jìn)程crond、打印進(jìn)程lqd等。有些書籍和資料也把守護(hù)進(jìn)程稱作：“服務(wù)”。選擇運(yùn)行哪些守護(hù)進(jìn)程，要根據(jù)具體需求決定。2.2守護(hù)進(jìn)程特征：1.所有守護(hù)進(jìn)程都以超級(jí)用戶（用戶ID為0）的優(yōu)先權(quán)運(yùn)行。2.沒有一個(gè)守護(hù)進(jìn)程具有控制終端終端名稱設(shè)置為問號(hào)，終端前臺(tái)進(jìn)程組ID設(shè)置為-1.缺少控制終端可能是精靈進(jìn)程調(diào)用setsid的結(jié)果。3.除update以外的所有精靈進(jìn)程都是進(jìn)程組的首進(jìn)程，對(duì)話期的首進(jìn)程，而且是這些進(jìn)程組和對(duì)話期中得唯一進(jìn)程。Update是它所在進(jìn)程組和對(duì)話期（中得唯一進(jìn)程，但是該進(jìn)程組的首進(jìn)程（可能也是該對(duì)話期的首進(jìn)程）已經(jīng)終止。）4.所有這些守護(hù)進(jìn)程的父進(jìn)程都是init進(jìn)程。2.3守護(hù)進(jìn)程編程規(guī)則（5步）（1）創(chuàng)建子進(jìn)程，父進(jìn)程推出：首先調(diào)用fork，然后使父進(jìn)程exit。實(shí)現(xiàn)了：1，如果該守護(hù)進(jìn)程是一個(gè)簡(jiǎn)單shell命令啟動(dòng)的，那么父進(jìn)程終止使得shell認(rèn)為這條命令已經(jīng)執(zhí)行完成。2，子進(jìn)程繼承父的進(jìn)程組ID，但具有一個(gè)新的進(jìn)程ID，保證子不是進(jìn)程組首進(jìn)程。這對(duì)于下面就要做的setsid調(diào)用是必要的前提條件。（2）調(diào)用setsid以創(chuàng)建一個(gè)新的會(huì)話，并且擔(dān)任會(huì)話組組長(zhǎng)。調(diào)用setsid作用：1，脫離以前的會(huì)話組；2，脫離以前的進(jìn)程組；3，脫離以前的控制終端。（3）改變當(dāng)前目錄為根目錄 Chdir（“/”）;（4）重設(shè)文件權(quán)限掩碼 Umask（0）;（5）關(guān)閉不再需要的文件描述符。For（i=0;iMAXFILE;I+）Close（i）;3.1syslog函數(shù)說(shuō)明Openlog函數(shù)用于打開系統(tǒng)日志服務(wù)（Linux系統(tǒng)中的日志子系統(tǒng)對(duì)于系統(tǒng)安全來(lái)說(shuō)非常重要，它記錄了系統(tǒng)每天發(fā)生的各種各樣的事情，包括那些用戶曾經(jīng)或者正在使用系統(tǒng)，可以通過(guò)日志來(lái)檢查錯(cuò)誤發(fā)生的原因，更重要的是在系統(tǒng)受到黑客攻擊后，日志可以記錄下攻擊者留下的痕跡，通過(guò)查看這些痕跡，系統(tǒng)管理員可以發(fā)現(xiàn)黑客攻擊的某些手段以及特點(diǎn)，從而能夠進(jìn)行處理工作，為抵御下一次攻擊做好準(zhǔn)備。）的一個(gè)連接；Syslog函數(shù)用于向日志文件中寫入信息，在這里可以規(guī)定消息的優(yōu)先級(jí)，消息的輸出格式等；Closelog函數(shù)用于關(guān)閉系統(tǒng)日志服務(wù)的連接。4.共享內(nèi)存共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)步驟：一， 創(chuàng)建共享內(nèi)存，使用shmget函數(shù)。二， 映射共享內(nèi)存，將這段創(chuàng)建的共享內(nèi)存映射到具體的進(jìn)程空間去，使用shmat函數(shù)。5.消息隊(duì)列消息隊(duì)列就是消息的一個(gè)連接，它允許一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程向它寫消息，一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程從中讀消息。具有一定的FIFO的特性，但是可實(shí)現(xiàn)消息的隨機(jī)查詢。這些消息存在于內(nèi)核中，由“隊(duì)列ID”來(lái)標(biāo)識(shí)。消息隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)包括創(chuàng)建和打開隊(duì)列，添加消息，讀取消息和控制消息隊(duì)列這四種操作。Msgget：創(chuàng)建和打開隊(duì)列，其消息數(shù)量受系統(tǒng)限制。Msgsnd：添加消息，將消息添加到消息隊(duì)列尾部。Msgrcv：讀取消息，從消息隊(duì)列中取走消息。Msgctl：控制消息隊(duì)列。Linux的系統(tǒng)調(diào)用與文件IO1.1， linux系統(tǒng)調(diào)用 所謂系統(tǒng)調(diào)用是指操作系統(tǒng)提供給用戶程序的一組“特殊”接口，用戶程序可以通過(guò)這組“特殊”接口來(lái)獲得操作系統(tǒng)內(nèi)核提供的特殊服務(wù)。系統(tǒng)調(diào)用，api與系統(tǒng)命令之間的關(guān)系2.3open函數(shù)（如果文件不存在則創(chuàng)建，如果文件存在則打開）#inlude#inlude#inludeInt open（const char *pathname， int oflag，/*，mode_t mode*/）; / const是一個(gè)C語(yǔ)言的關(guān)鍵字，它限定一個(gè)變量不允許被改變返回：若成功為文件描述符，若出錯(cuò)為-1Pathname是要打開或創(chuàng)建的文件的名字。Oflag參數(shù)可用來(lái)說(shuō)明此函數(shù)的多個(gè)選擇項(xiàng)。對(duì)于open函數(shù)而言，僅當(dāng)創(chuàng)建新文件時(shí)才使用第三個(gè)參數(shù)。用下列一個(gè)或多個(gè)常數(shù)進(jìn)行或運(yùn)算構(gòu)成oflag參數(shù)（這些常數(shù)定義在頭文件中）：O_RDONLY只讀打開。O_WRONLY只寫打開。O_RDWR讀，寫打開等等2.4creat函數(shù)可用creat函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新文件#inlude#inlude#inludeInt creat（const char *pathname，mode_t mode）;返回：若成功為只寫打開的文件描述符，若出錯(cuò)為-1.注意，此函數(shù)等效于：open（pathname，O_WRONLY| O_CREAT| O_TRUNC,mode）;creat的一個(gè)不足之處是它以只寫方式打開所創(chuàng)建的文件。2.5close函數(shù)可用close函數(shù)關(guān)閉一個(gè)打開文件：#inludeint close（int filedes）;返回：若成功為0，若出錯(cuò)為-1 當(dāng)一個(gè)進(jìn)程終止時(shí)，它所有的打開文件都由內(nèi)核自動(dòng)關(guān)閉。很多程序都使用這一功能而不顯式地用close關(guān)閉打開的文件。exit（1）/exit()就是退出，傳入的參數(shù)是程序退出時(shí)的狀態(tài)碼，0表示正常退出，其他表示非正常退出2.6lseek函數(shù)每個(gè)打開文件都有一個(gè)與其相關(guān)聯(lián)的“當(dāng)前文件偏移量”。它是一個(gè)非負(fù)整數(shù)，用以度量從文件開始處計(jì)算的字節(jié)數(shù)。通常，讀，寫操作都從當(dāng)前文件偏移量處開始，并使偏移量增加所讀或?qū)懙米止?jié)數(shù)。按系統(tǒng)默認(rèn)，當(dāng)打開一個(gè)文件時(shí)，除非指定O_APPEND選擇項(xiàng)，否則該位移量被設(shè)置為0.可以調(diào)用lseek顯示地定位一個(gè)打開文件。#inlude#inludeOff_t lseek（int filesdes，off_t offset，int whence）;返回：若成功為新的文件位移，若出錯(cuò)為-1.對(duì)參數(shù)offset的解釋與參數(shù)whence的值有關(guān)。若lseek成功執(zhí)行，則返回新的文件位移量，為此可以用下列方式確定一個(gè)打開文件的當(dāng)前位移量：off_t currpos;currpos=lseek(fd,0,SEEK_CUR);2.7read函數(shù)用read函數(shù)從打開文件中讀數(shù)據(jù)#includeSsize_t read(int feledes,void *buff,size_t nbytes);返回：讀到的字節(jié)數(shù)，若已到文件尾為零，若出錯(cuò)為-1. 如read成功，則返回讀到的字節(jié)數(shù)。如已到達(dá)文件的尾端，則返回0.2.8write函數(shù)用write函數(shù)向打開文件寫數(shù)據(jù)。#includeSsize_t write(int filedes , const void *buff,size_t nbytes);返回：若成功為已寫的字節(jié)數(shù)，若出錯(cuò)為-1.其返回值通常與參數(shù)nbytes的值不同，否則表示出錯(cuò)。Write出錯(cuò)的一個(gè)常見原因是：磁盤已寫滿，或者超過(guò)了對(duì)一個(gè)給定進(jìn)程的文件長(zhǎng)度限制。對(duì)于普通文件，寫操作從文件的當(dāng)前位移量處開始。如果在打開該文件時(shí)，指定了O_APPEND選擇項(xiàng)，則在每次寫操作之前，將文件位移量設(shè)置在文件的當(dāng)前結(jié)尾處。在一次成功寫之后，該文件位移量增加實(shí)際寫的字節(jié)數(shù)。2.9fcntl函數(shù)Fcntl函數(shù)可以改變已經(jīng)打開文件的性質(zhì)。#inlude#inlude#inludeint fcntl(int filedes,int cmd,);返回：若成功則依賴于cmd（見下），若出錯(cuò)為-1。fcntl函數(shù)有五種功能：1，復(fù)制一個(gè)現(xiàn)存的描述符，新文件描述符作為函數(shù)值返（cmd=F_DUPFD）。2，獲得/設(shè)置文件描述符標(biāo)記，對(duì)應(yīng)于filedes的文件描述符標(biāo)志作為函數(shù)值返回。（cmd=F_GETFD或F_SETFD）。3，獲得/設(shè)置文件狀態(tài)標(biāo)志，對(duì)應(yīng)于filedes的文件狀態(tài)標(biāo)志作為函數(shù)值返回。（cmd=F_GETFL或F_SETFL）。4，獲得/設(shè)置異步I/O有權(quán)（cmd=F_GETOWN或F_SETOWN）。5，獲得/設(shè)置記錄鎖（cmd=F_SETLK,F_SETLKW）。文件狀態(tài)標(biāo)志說(shuō)明O_RDONLY只讀打開O_WRONLY只寫打開O_RDWR讀/寫打開O_APPEND寫時(shí)都添加至文件尾O_NONBLOCK非阻塞方式O_SYNC等待寫完成O_ASYNC異步I/O2.9.2用fcntl給文件加鎖當(dāng)多個(gè)用戶共同使用，操作一個(gè)文件的時(shí)候，linux通常采用的方法是給文件上鎖，來(lái)避免共享資源產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)的狀態(tài)。文件鎖包括建議鎖和強(qiáng)制性鎖。建議性鎖要求上鎖文件的進(jìn)程都要檢測(cè)是否有鎖存在，并尊重已有的鎖。強(qiáng)制性鎖由內(nèi)核和系統(tǒng)執(zhí)行的鎖。Fcntl不僅可以實(shí)施建議性鎖且可以實(shí)施強(qiáng)制性鎖。2.9.3fcntl函數(shù)格式#inlude#inlude#inludeint fcntl(int filedes,int cmd,struct flock flockptr);Struct flock結(jié)構(gòu)2.9.4flock結(jié)構(gòu)說(shuō)明1，所希望的鎖類型：F_RDLCK(共享讀鎖),F_WRLCK(獨(dú)占性寫鎖),F_UNLCK(解鎖一個(gè)區(qū)域)2，要加鎖或解鎖的區(qū)域的起始地址，有l(wèi)_start和l_whence兩者決定。l_stat是相對(duì)位移量（字節(jié)），l_whence則決定了相對(duì)位移量的起點(diǎn)。3，區(qū)域的長(zhǎng)度，有l(wèi)_len表示。關(guān)于加鎖和解鎖區(qū)域的說(shuō)明還要注意下列各點(diǎn)：1，該區(qū)域可以在當(dāng)前文件尾端處開始或越過(guò)其尾端處開始，但是不能在文件起始位置之前開始或越過(guò)該起始位置。2，如若l_len為0，則表示鎖的區(qū)域從其起點(diǎn)（由l_start和l_whence決定）開始直至最大可能位置為止。也就是不管添寫到該文件中多少數(shù)據(jù)，它都處于鎖的范圍。3，為了鎖整個(gè)文件，通常的方法是l_start說(shuō)明為0，l_whence說(shuō)明為SEEK_SET,l_len說(shuō)明為0。2.10ioctl函數(shù)Ioctl函數(shù)式I/O操作的雜物箱。不能用本章中其他函數(shù)表示的I/O操作通常都能用ioctl表示。終端I/O是ioctl的最大使用方面，主要用于設(shè)備的I/O控制。#inlude#inludeint ioctl(int filedes,int request, );返回：若出錯(cuò)則為-1，若成功則為其他值。3，select實(shí)現(xiàn)I/O復(fù)用3.1 I/O處理的五種模型1，阻塞I/O模型：若所調(diào)用的I/O函數(shù)沒有完成相關(guān)的功能就會(huì)使進(jìn)程掛起，直到相關(guān)數(shù)據(jù)到達(dá)才會(huì)返回。如：終端，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訪問。2，非阻塞模型：當(dāng)請(qǐng)求的I/O操作不能完成時(shí)，則不讓進(jìn)程休眠，而且返回一個(gè)錯(cuò)誤。如：open，read，write訪問。3，I/O多路轉(zhuǎn)接模型：如果請(qǐng)求的I/O操作阻塞，且他不是真正阻塞I/O，而且讓其中的一個(gè)函數(shù)等待，在這期間，I/O還能進(jìn)行其他操作。如：select函數(shù)。4，信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O模型：在這種模型下，通過(guò)安裝一個(gè)信號(hào)處理程序，系統(tǒng)可以自動(dòng)捕獲特定信號(hào)的到來(lái)，從而啟動(dòng)I/O。5，異步I/O模型：在這種模型下，當(dāng)一個(gè)描述符已準(zhǔn)備好，可以啟動(dòng)I/O時(shí)，進(jìn)程會(huì)通知內(nèi)核。由內(nèi)核進(jìn)行后續(xù)處理，這種用法現(xiàn)在較少。3.2 select函數(shù)傳送select的函數(shù)告訴內(nèi)核：（1） 我們所關(guān)心的描述符；（2） 對(duì)于每個(gè)描述符我們所關(guān)心的條件（是否讀一個(gè)給定的描述符？是否想寫一個(gè)給定的描述符？是否關(guān)心一個(gè)描述符的異常條件？）。（3） 希望等待多長(zhǎng)時(shí)間（可以永遠(yuǎn)等待，等待一個(gè)固定量時(shí)間，或完全不等待）。 從select返回時(shí)，內(nèi)核告訴我們：（1） 已準(zhǔn)備好的描述符的數(shù)量。（2） 哪一個(gè)描述符已準(zhǔn)備好讀，寫或異常條件。#inlude#inlude#inludeint select(int numfds，fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *exceptfds,struct timeval *timeout );返回：準(zhǔn)備就緒的描述符數(shù)，若超時(shí)則為0，若出錯(cuò)則為-1。Timeout值：1，null：永遠(yuǎn)等待，知道捕捉到信號(hào)或文件描述符已準(zhǔn)備好為止；2，具體值：struct timeval類型的指針，若等待為timeout時(shí)間還沒有文件描述符準(zhǔn)備好，就立即返回；3,0：從不等待，測(cè)試所有指定的描述符并立即返回；先說(shuō)明最后一個(gè)參數(shù)，它指定愿意等待的時(shí)間。Struct timevalLong tv_sec;/*seconds*/Long tv_usec;/*and microseconds*/;Select函數(shù)根據(jù)希望進(jìn)行的文件操作對(duì)文件描述符進(jìn)行分類處理，這里，對(duì)文件描述符的處理主要設(shè)計(jì)4個(gè)宏函數(shù)：FD_ZERO(fd_set *set)清除一個(gè)文件描述符集；FD_SET(int fd,fd_set *set)將一個(gè)文件描述符加入文件描述符集中；FD_CLR(int fd,fd_set *set)將一個(gè)文件描述符從文件描述符集中清除；FD_ISSET(int fd,fd_set *