linux学习总结（四）

回收内核空间资源

进程退出时释放了用户空间的资源，但是，进程的PCB并没有释放，这一工作显然不是自己完成的，而是由当前进程的父进程完成的，父进程可以显示的调用wait()和waitpid()函数来完成
wait()函数将会使父进程阻塞式等待该进程的任意一个子进程结束后，回收该子进程的内核进程资源

_pid_t wait(_WAIT_STATUS _stat_loc);

如果等待到任意一个子进程结束，将返回当前结束的子进程的PID，同时将子进程退出时的状态存储在_stat_loc变量中，如果执行失败则返回-1.
waitpid()等待指定子进程结束

_pid_t waitpid(_pid_t _pid, int *_stat_loc, int _options);

第一个参数为进程PID值i，该值的设置范围如下
PID>0 表示等待进程PID为该PID值的进程结束
PID=-1，表示等待任意子进程结束，相当于调用wait()
PID=0,表示等待与当前进程的进程组PGID一致的进程结束
PID<-1.表示等待进程组PGID是此值的绝对值的进程结束
第二个参数为调用它的函数中某个变量地址，如果执行成功，则用来存储结束进程的结束状态
第三个参数为等待选项，可以设置为0，也可以为WNOHANG（1）不阻塞等待，WUNTRACED（2）报告状态信息

孤儿进程与僵尸进程

孤儿进程：因父亲进程先退出而导致一个子进程被init进程收养的进程
僵尸进程：进程已经退出，但是他的父亲进程还没有回收内核资源的进程为僵尸进程。

修改进程用户相关信息

access用来检查当前进程是否拥有对某文件的相应访问权限

int access(_const char *_name, int _type);

第一个参数我i要访问的文件（需要包含路径）
第二个参数为相应的访问权限，文件权限定义如下
R_OK 4//读权限
W_OK 2//写权限
X_OK 1//执行权限
F_OK 0//文件是否存在

设置进程真实用户RUID

调用setuid函数可以修改真实用户RUID

int setuid(_uid_t _uid);

如果当前用户是超级用户，则将设置真实用户号（UID），有效用户号EUID为指定ID，并以返回0一标识成功
如果当前用户是普通用户，且要设置的UID值为自己的UID，则可以修改成功，否则无权修改，函数将返回-1.

设置进程有效用户EUID

seteuid()用来设置有效用户号，

int seteuid(_uid_t _uid);需要是超级用户权限

守护进程及其创建过程

守护进程的特点

守护进程是在后台运行的一种特殊进程，他脱离于终端，从而可以避免进程被任何终端所产生的信号所打断，它在执行过程中的产生信息也不在任何终端上显示，守护进程周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。
一般情况下，守护进程可以通过以下方式启动：
在系统启动时由启动脚本启动，这些启动脚本通常放在/etc/rc.d目录下
利用inetd超级服务器启动，如telnet等
由cron命令定时启动以及终端用nohup命令启动进程也是守护进程

守护进程编程要点

编写守护进程的基本过程

• 1、屏蔽一些有关控制终端操作的信号：这是为了防止在守护进程没有正常启动起来前，控制终端受到干扰退出或挂起。忽略所有可以忽略的信号，SIGSTOP和SIGKILL不能忽略
• 2、在后台运行：这是为了避免挂起终端将其放入后台执行。方法是在进程中创建子进程，并使父进程终止，让其在子进程在后台执行
• 3、脱离控制终端和进程组：这是因为：
  （1）一个进程属于一个进程组，进程组号（PGID）就是进程组长的进程号
  （2）同进程组中的进程共享一个控制终端，这个控制终端默认是创建进程的终端
  （3）一个进程关联的控制终端和进程组通常是从父进程继承下来，因此，这个子进程仍然受到父亲进程终端的影响，因为终端产生的信号会发送给前台进程组的所有进程
  我们需要调用setsid()使子进程成为新的会话组长，彻底摆脱该终端的影响
  setsid()调用成功后，调用此函数的进程成为新的会话组长和新的进程组长，并与原来的进程组脱离关系，由于会话过程对控制终端的独占性，进程同时与控制终端脱离
• 4、禁止进程重新打开控制终端
• 5、关闭打开的文件描述符
• 6、改变当前工作目录
• 7、重设文件创建掩码：进程从创建它的父进程那里继承了文件创建掩码。它可能修改守护进程所创建的文件的存取权限。umask(0)

• 8、处理SIGCHLD信号（子进程退出信号），在守护进程得到请求生成子进程处理新的请求后，我们使用一种简单的方式来处理子进程的退出，将子进程退出SIGCHLD信号的操作设为SIG_IGN处理方式，放系统帮助回收僵尸进程资源

  signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

日志信息及其管理

日志信息基本概念

为了告诉系统管理员守护进程的运行情况，特别是出现异常时，守护进程需要输出特定信息，而守护进程又不能吧信息输出到某个终端，因此，守护进程一般采用日志信息的方式输出。在linux系统下，守护进程又两种写日志信息的方式
* 1、进程直接与日志文件建立联系（或者自己创建一个独立的日志文件），即open该文件，然后调用write函数写日志
* 2、使用日志守护进程：为了便于管理日志文件，系统创建了日志守护进程syslogd专门负责管理日志文件，因此，要向日志文件中写日志信息，只需要将日志发送给日志守护进程
建立与日志守护进程联系
在进程中，调用函数openlog()将与日志守护进程建立联系

void openlog(_const char *_ident, int _option, int _facility)

第一个参数：要想每个消息加入的字符串，一般设置为进程名
第二个参数：用来描述已打开选项
三个参数：消息的类型，决定将消息写入到哪个日志文件中
如果不调用此函数，在调用syslog()时会隐式调用此函数
如果需要关闭与日志守护进程的联系，可以调用closelog函数

写日志信息

syslog()将产生一条日志信息，然后由日志守护进程将其发布到各日志文件中：

void syslog(int _pri, _const *_fmt, ...);

第一个参数决定日志级别
第二个参数为日志输出格式。类似于printf函数的参数
如果要设置当前进程的sysylog()函数输出消息的默认优先级，可以调用setlogmask()函数

int setlogmask(int _mask)

进程间通信——PIPE

无名管道：是一种临时的管道，命令执行完成后将自动消失，可以使用管道将一个的命令的输出作为另一个命令的输入，无名管道的内核资源在通信两进程退出后会自动释放。
无名管道的特殊性：
创建无名管道：在编程中，使用无名管道前要先创建无名管道。

int pipe(int _pipedes[2])

此参数为一个整型数组。如果执行成功，pipe将存储两个整型文件描述符于_pipedes[0]和_pipedes[1]中，它们分别指向管道的两端。如果系统调用失败，将返回-1。
无名管道是单工的，一个管道只能实现从一个进程向另一个进程发送消息_pipedes[0]用来完成读操作，也只能执行读操作，_pipedes[1]用来完成写操作，即输入到管道的数据将从此文件描述符写入
如果需要双工的，则需要两个管道。一个负责从进程A向进程B发送消息，一个管道负责从进程B向进程A发送消息。
读写无名管道：任何进程读/写无名管道时必须确认还存在一个进程（这个进程可以是自己），该进程以写/读的方式（即读对应写，写对应读）访问管道。读写管道使用的系统调用就是read()和write(),两者都默认以阻塞方式读写管道，如果要修改这两个函数的行为，可以使用fcntl函数实现

• 1、以阻塞方式读无名管道，如果当前没有一个进程可以访问写段，读操作可以立即返回。
  （1）如果管道现有数据无数据，立即返回0
  （2）如果管道现有数据大于要读出数据，立即读取期望大小的数据
  （3）如果现有数据小于要读出数据，立即读取现有所有所有的数据
• 2、如果以阻塞的方式读无名管道，有某个进程可以访问写段
  （1）管道中无任何数据，读操作阻塞
  （2）管道中有数据，现有数据大小小于期望读出值，读出现有数据并返回
  （3）管道中有数据，现有数据大小大于期望读出值，读出期望大小的数据返回
• 3、如果以阻塞的方式写无名管道，如果当前没有一个进程可以访问到读端，写操作将受到SIGPIPE信号，write函数返回-1.如果当前有某进程可以访问到读端，且管道中有空间，则写入成功
• 4、如果以阻塞的方式写无名管道，如果当前管道已满，则阻塞当前进程，如果有多个进程试图写管道操作，当有进程读管道唤醒写入操作时，唤醒那个进程未知
• 5、如果以O_NDELAY或O_NONBLOCK设置管道的读段，如果管道中有数据，将读取数据，如果管道中没有数据，将立即返回-1
• 6、如果以O_NELAY或O_NONBLOCK设置了管道的写端，如果管道中有空间，将写入数据，如果管道中没有足够的空间，将立即返回-1.

文件描述符重定向

shell重定向基本操作

• （1）cat

重定向编程

输入重定向：关闭标准输入设备，打开（或复制）某普通文件，使其文件描述符为0
输出重定向：关闭标准输出设备，打开某普通文件，使其文件描述符为1
错误输出重定向：关闭标准错误输入设备，打开某普通文件按，使其文件描述符为2
使用dup()和dup2()函数可以实现文件描述符的复制操作

int dup(int _fd);

dup()会复制某打开的文件描述符fd，新的描述符值为下一个可用的最小非负文件描述符值，它将与原来的文件描述符共享同一个文件表项

dup2()函数：int dup2（int _fd, int _fd2);

fd和fd2，fd2为一个非负整数。如果fd2是一个已打开的文件描述符，则首先关闭文件，然后再复制，dup2()返回的文件描述符fd2与fd具有系列共同点

• （1）相同的打开文件
• （2）相同的文件指针
• （3）相同的访问模式
• （4）相同的文件状态标志

成功完成后，dup2()将返回新的文件描述符fd2，其值为非负整数，否则，将换回-1

流重定向

函数popen()和pclose()可以实现流的重定向，使用popen()函数可以将一个程序的输入或者输出重定向

FILE *open(_const char *_command, _const char *_modes);

popen函数创建一个子进程，并在子进程执行第一个参数所指程序，同时返回一个文件指针，第2个参数表示I/O方式
使用完后重定向后，需要使用pclose()关闭相应的流对象，

int pclose(FILE *_stream);