【计算机网络】日志与守护进程

日志

一般使用cout进行打印,但是cout打印是不规范的 实际上 是采用日志进行打印的

日志的创建

创建一个 log.hpp


日志有自己的日志等级

通过枚举,分别为 调试 常规 告警 一般错误 致命错误 未知错误


logmessage 函数

定义一个函数 logmessage,参数level 为日志等级 , 为了按照可变参数的方式,来进行格式化输出,所以设置一个format 以及...可变参数(可以给c函数传递任意个数的参数)

日志左边部分实现

输入 man snprintf

将可变参数的内容显示到str字符串中


获取日志等级

设置一个字符串 level_string ,通过tolevelstring函数 将数字转化为字符串


获取时间

输入 man localtime

将time_t转换为 struct tm 结构体类型


该结构体包含 秒 分 时 天


输入 man 3 time


在这里插入图片描述

通过gettime函数 获取时间


日志右边部分实现

为了处理可变参数部分,所以使用vsprintf 输入 man snprintf


将写好的数据放到logRight中

完整代码

log.hpp(整体实现)

代码语言:javascript
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#pragma once 
#include<iostream>
#include<string.h>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cstdarg>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<time.h>

const std::string filename="tecpserver.log";

//日志等级
enum{
DEBUG=0, // 用于调试
INFO , //1 常规
WARNING, //2 告警
ERROR , //3 一般错误
FATAL , //4 致命错误
UKNOWN//未知错误
};

static std::string tolevelstring(int level)//将数字转化为字符串
{
switch(level)
{
case DEBUG : return "DEBUG";
case INFO : return "INFO";
case WARNING : return "WARNING";
case ERROR : return "ERROR";
case FATAL : return "TATAL";
default: return "UKNOWN";
}
}
std::string gettime()//获取时间
{
time_t curr=time(nullptr);//获取time_t
struct tm *tmp=localtime(&curr);//将time_t 转换为 struct tm结构体
char buffer[128];
snprintf(buffer,sizeof(buffer),"%d-%d-%d %d:%d:%d",tmp->tm_year+1900,tmp->tm_mon+1,tmp->tm_mday,
tmp->tm_hour,tmp->tm_min,tmp->tm_sec);
return buffer;

}
void logmessage(int level, const char*format,...)
{
//日志左边部分的实现
char logLeft[1024];
std::string level_string=tolevelstring(level);
std::string curr_time=gettime();
snprintf(logLeft,sizeof(logLeft),"%s %s %d",level_string.c_str(),curr_time.c_str());

//日志右边部分的实现
char logRight[1024];
va_list p;//p可以看作是1字节的指针
va_start(p,format);//将p指向最开始
vsnprintf(logRight,sizeof(logRight),format,p);
va_end(p);//将指针置空

//打印日志
printf("%s%s\n",logLeft,logRight);

//保存到文件中
FILE*fp=fopen( filename.c_str(),"a");//以追加的方式 将filename文件打开
//fopen打开失败 返回空指针
if(fp==nullptr)
{
return;
}
fprintf(fp,"%s%s\n",logLeft,logRight);//将对应的信息格式化到流中
fflush(fp);//刷新缓冲区
fclose(fp);
}

err.hpp (错误信息枚举)

代码语言:javascript
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#pragma once

enum
{
USAGE_ERR=1,
SOCKET_ERR,//2
BIND_ERR,//3
LISTEN_ERR,//4
SETSID_ERR,//5
OPEN_ERR//6
};

守护进程

网络服务一定在任何时候都能访问,所以这个服务不能受任何用户的登录或者注销各种行为的影响 所以需要将进程进行守护进程化

PGID SID TTY 的介绍

在后台运行sleep 10000


PPID是bash的PID值 PGID是 进程组 (PGID相同就为同一个进程组,以从第一个进程进行命名) SID 是 会话ID TTY是 终端 若为?,则说明跟终端没有关系,若为具体的如pts/5,则为终端文件


在终端2中输入,在终端1中可以查看到 两者的PGID相同,所以属于同一个进程组,并且以sleep 1000 作为组长


通过查询会话ID 21668,发现bash的PID PGUD SID 都为21668

shell中控制进程组的方式

查询后台任务 jobs


当再次输入sleep 5000 进行后台运行时,发现前面的编号变成2 该编号为 任务编号


将某一任务提到前台运行 fg + 任务编号

当把1号任务提到前台后,再次使用jobs查询后台任务,就查不到1号任务了 并且其他任务并不受影响


把2号任务提到前台,使用 ctrl z 让服务暂停起来 在暂停后,任务会自动切换到后台


输入 bg 2,让2号任务在后台跑起来

结论

1. 进程组分为 前台任务 和 后台任务

在终端2中创建后台任务和前台任务,在终端1中查询发现,后台任务的(PGID)进程组 和 (SID)会话ID相同 ,而与后台的不同


2. 如果后台任务提到前台,老的前天任务就无法运行

将任务编号为1的后台任务 使用 fg 提到前台后 ,输入 ls pwd 等 指令是没有作用的 会话中 ,只能有一个前台任务在运行 所以当 使用 ctrl c 将1号任务退出后,bash把自己变成了前台任务,所以又可以运行了

为什么要有守护进程存在?

若登录就是创建一个会话,启动进程,会话内部有bash任务,在当前会话中创建新的前后台任务,那如果退出呢?

当退出时,就会销毁会话可能会影响会话内部的所有任务

网络服务器为了不受到用户登录注销的影响,网络服务器 通常以守护进程的方式运行

守护进程的创建

输入 man 2 setsid

设置一个会话,以进程组的组长ID作为新的会话ID

若返回成功,则返回调用进程的PID,若返回失败,则返回-1并设置错误码


想要调用setsid,不可以是组长

如:在一家公司中你是组长,有一天你想不干了 出去创业 是不可以的,因为你手底下有一堆组员 所以要成功出去创业,就必须卸任你的组长身份

使用守护进程的条件

1.忽略异常 2.对 0(标准输入) 1(标准输出) 2(标准错误) 作特殊处理 3.进程的工作路径 可能要更改 4.守护进程是一个全局的进程,不想在某一个用户的目录下,所以从整个系统中从最开始进行索引某些文件

守护进程化的函数

输入 man daemon,提供守护进程化的函数

第一个参数表示 是否更改 工作目录,默认不要改,改为1表示为真 第二个参数表示 要不要关闭 0 1 2, 默认不关

大部分情况下,都是自己实现守护进程,而不是调用该函数

自己实现守护进程化

解决组长问题

当启动时,是在bash中新起一个任务,只有一个进程自成进程组,所以自成组长,操作不被允许

成为组长的一般都是组中的第一个进程,所以只需使其不为第一个进程即可


输入 man fork,创建子进程

fork的返回值:父进程返回子进程的PID值,子进程返回0,失败返回-1


当fork>0时,说明为父进程,则让父进程退出,只剩下子进程,子进程不是进程的第一个,也就不是组长,就可以成功调用setsid

忽略信号

signal的第一个参数 表示 信号 ,第二个参数表示对指定动作的信号设定自定义处理动作


SIGPIPE 表示13号信号


SIG_IGN 为 自定义处理信号处理函数

把1强制转化成函数指针类型 即忽略信号

对13号信号 进行忽略


SIGCHLD信号 子进程在运行时会退出,若父进程不关心子进程退出,子进程就会变成僵尸状态 父进程要使用 wait/waitpid去等待子进程 回收僵尸,获取子进程的退出结果 即父进程进行阻塞式等待(什么都不干,就等待子进程的退出结果) 子进程要退出时,会向父进程发信号 SIGCHLD

所以同样对 SIGCHLD信号 进行忽略


处理 0 1 2 问题

使用日志打印,所以导致有很多输出结果,但输出结果不想往显示器上面打印,所以就需要处理标准输入 标准输出 标准错误


Linux系统提供一个 dev null的字符设备

向dev null 中写入,都会被丢弃 ,从这个文件读什么都读不到 ,立马直接返回


输入 man 2 open,打开文件

若返回成功,则返回 文件描述符,若返回失败,则返回 -1 并将错误码返回 O_RDWR : 读写的方式


重定向函数 :输入 man dup2

可以直接将文件打开,使用dup2重定向 输出重定向对应的文件描述符是1 假设其文件描述符是fd newfd为oldfd的一份拷贝,最后只剩下oldfd dup2(fd,1) 即 将标准输出流 重定向到 文件描述符fd中


退出守护进程

输入 kill -9 + 守护进程的PID,即可退出守护进程

完整代码

err.hpp(错误信息枚举)

代码语言:javascript
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#pragma once

enum
{
USAGE_ERR=1,
SOCKET_ERR,//2
BIND_ERR,//3
LISTEN_ERR,//4
SETSID_ERR,//5
OPEN_ERR//6
};

daemon.hpp(整体实现)

代码语言:javascript
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#pragma once
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include"log.hpp"
#include"err.hpp"

void Daemon()//自己实现服务器的守护进程化
{
//1.忽略信号
signal(SIGPIPE,SIG_IGN);//忽略信号
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

//2.不要成为组长    
if(fork()&gt;0)//说明为父进程,则让父进程直接退出
{
   exit(0);
}
//只剩下子进程

//3.新建会话,自己成为会话的话首进程
pid_t ret=setsid();
if((int)ret==-1)//守护进程失败
{
    logmessage(FATAL,&#34;deamon error,code:%d,string :%s&#34;,errno,strerror(errno));
    exit(SETSID_ERR);//终止程序
}

//4.可以更改守护进程的工作路径


//5.处理 0 1 2 问题
int fd=open(&#34;/dev/null&#34;,O_RDWR);//以读写的方式打开字符设备
if(fd&lt;0)
{
   logmessage(FATAL,&#34;deamon error,code:%d,string :%s&#34;,errno,strerror(errno));
    exit(OPEN_ERR);//终止程序
}   
//将标准输入 输出错误 重定向到字符设备中
 dup2(fd,0);
 dup2(fd,1);
 dup2(fd,2);
 close(fd);

}