【Linux】日志与守护进程

目录

一、预备知识

二、打印日志

三、守护进程

1、前置知识

2、守护进程

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一、预备知识

日志是有等级的，表明该条日志的重要程度，一般分为以下几个级别：

#define DEBUG 0 //调试信息
#define INFO  1 //正常运行
#define WARNING 2 //报警
#define ERROR 3 //正常错误
#define FATAL 4 //严重错误

在打印日志时，通常需要用到可变参数列表。对于可变参数列表的读取，可以使用以下几个宏：

• va_list
• va_arg
• va_start
• va_end;

void logMessage(int level, char* format, ...)
{
    va_list p;           //char* 类型指针
    va_start(p, format); //把指针p指向可变参数部分的起始地址
    int a = va_arg(p. int); //根据指定的类型提取参数   
    va_end(p);            //p = NULL
}

二、打印日志

 在打印日志时，一般都会有固定的格式，把日志格式放到一个缓冲区里，日志内容放到另一个缓冲区里。

 例如：现在我们想打印日志的格式是 日志等级 时间 进程pid 消息体。那么就可以把 日志等级 时间 进程pid 放到 logleft 缓冲区中，消息体放到 logright 缓冲区中。

把可变参数列表元素打印到文件的函数：

int vsnprintf(char *str, size_t size, const char *format, va_list ap);

 获取当前时间函数：

time_t time(time_t *tloc);

 将时间转换成对应结构体的函数：

struct tm *localtime(const time_t *timep);

 完整代码：

#pragma once

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

// 日志是有日志等级的
enum
{
    DEBUG = 0,
    INFO,
    WARNING,
    ERROR,
    FATAL,
    UKNOWN
};

string filename = "logfile";

static string toLevelString(int level)
{
    switch (level)
    {
        case DEBUG: return "DEBUG";
        case INFO: return "INFO";
        case WARNING: return "WARNING";
        case ERROR: return "ERROR";
        case FATAL: return "FATAL";
        default: return "UKNOWN";
    }
}

string getTime()
{
    time_t curr = time(nullptr);
    struct tm* tmp = localtime(&curr);

    char buffer[128];
    snprintf(buffer, sizeof(buffer), "[%d-%d-%d %d:%d:%d]", tmp->tm_year + 1900, tmp->tm_mon, tmp->tm_mday,
                                                          tmp->tm_hour, tmp->tm_min, tmp->tm_sec);

    return buffer;
}

//日志格式：左半部分：日志等级 时间 pid 
//         右半部分：消息体
void logMessage(int level, const char* format, ...)
{
    char logLeft[1024];
    string level_string = toLevelString(level);
    string curr_time = getTime();
    snprintf(logLeft, sizeof(logLeft), "[%s %s %d]", level_string.c_str(), curr_time.c_str(), getpid());

    char logRight[1024];
    va_list p;
    va_start(p, format);
    vsnprintf(logRight, sizeof(logRight), format, p);
    va_end(p);

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

    //保存到文件中
    FILE* fp = fopen(filename.c_str(), "a");
    if(fp == nullptr) return;

    fprintf(fp, "%s%s\n", logLeft, logRight);
    fflush(fp);

    fclose(fp);
}

三、守护进程

1、前置知识

首先后台创建几个进程：

 查看刚刚创建的进程：

 进程的属性中除了我们熟知的PPID与PID外， PGID 是进程组。 SID 是会话编号。 TTY 是终端文件。

 进程组的组长，都是多个进程中的第一个，进程组的编号就是第一个进程的PID。

 当我们从本地或远端登录Linux时，Linux会给用户分配一个命令行解释器，即bash进程。basn进程自己成立进程组，自己成立一个会话，会话编号就是bash进程的PID。未来所起的所有进程与进程组都属于这个会话。

 一个进程组被创建出来，是为了完成一个任务，查看后台任务的指令：

jobs

 每一组进程都有一个编号，称为任务编号。

把后台任务提到前台的指令：

fg [任务编号]

 

 把前台任务放到后台的指令：

ctrl + z
bg [任务编号]

 创建进程组是为了完成任务的。在用户的视角，可以把一个进程组叫做一个任务。进程组可能包含一个或多个进程。

 任务分为前台任务与后台任务。如果把后台任务提到前台，老的前台任务就无法运行了。在一个会话中，任何时刻，都只能有一个前台任务在运行。这就是为什么我们在命令行启动一个进程时，bash就无法运行了的原因。

 用户登录就是创建一个会话并启动bash任务，在命令行中启动进程，就是创建新的前后台任务。用户退出就是销毁会话，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的登录与注销的影响，一般就会通过守护进程的方式运行。

2、守护进程

守护进程是把一个任务独立出来，自己成为一个会话，以免受到其他会话的影响。

创建守护进程的函数：

pid_t setsid(void);

 谁调用这个函数，谁就把自己设置为守护进程。函数调用成功，返回调用这个函数的进程的pid。失败则返回-1，错误码被设置。

需要注意的是，一个进程组的组长，不能调用 setsid 函数。

再创建守护进程时，有时会需要更改守护进程的工作路径，更改函数：

int chdir(const char *path);

 当一个进程编程守护进程时，他就不应该与标准输出、标准输入、标准错误文件有交互了。我们可以接用文件黑洞 /dev/null 来处理。 /dev/null 在任何一个Linux系统里都一定存在，向这个文件中写入的所有数据都会消失，读取这个文件直接返回。

守护进程完整代码：

#pragma once

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include "log.hpp"
#include "error.hpp"

//守护进程是孤儿进程的一种
void Daemon()
{
    //1.忽略一些异常信号
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

    //2.让自己不要成为组长
    if(fork() > 0) exit(0); //让父进程直接退出，这样保证子进程一定不是组长，一定可以调用setsid
                            //因为进程组的编号是父进程的pid

    //3.新建会话，自己成为会话的话首进程
    pid_t ret = setsid();
    if((int)ret == -1)
    {
        logMessage(FATAL, "deamon error, code: %d, string: %s", errno, strerror(errno));
        exit(SETSID_ERR);
    }

    //4.可以更换守护进程的工作目录
    //chdir

    //5.处理后续的对于文件描述符0， 1， 2的问题
    int fd = open("/dev/null", O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        logMessage(FATAL, "open error, code: %d, string: "%s", error, strerror(errno));
        exit(OPEN_ERR);
    }

    dup2(fd, 0);
    dup2(fd, 1);
    dup2(fd, 2);
    close(fd);
}