Linux監控重要程序的實作方法

Linux監控重要程序的實作方法

不管背景服務程式寫的多麼健壯，還是可能會出現core dump等程式異常退出的情況，但是一般情況下需要在無

人為幹預情況下，能夠自動重新啟動，保證服務程序能夠服務使用者。 這時就需要一個監控程式來實作能夠讓服務程序自動重新啟動。 查閱相關資料及嘗試一些方法之後，總結linux系統監控重要程序的實作方法：腳本檢測和子程序替換。

1、腳本檢測

(1) 基本思路: 通過shell指令(ps -e | grep "$1" | grep -v "grep" | wc -l) 擷取 $1 ($1 代表程序的名字)的程序數，腳本根據程序數來決定下一步的操作。通過一個死循環，每隔幾秒檢查一次系統中的指定程式的程序數，這裡也可使用crontab來實作。

(2) 具體實作過程的代碼如下: [ supervisor.sh ]

#! /bin/sh
# supervisor process 

LOG_FILE=/var/log/supervisor_sh.log

# log function 
function log() {
	local t=$(date +"%F %X")
	echo "[ $t ] $0 : $1 " >> ${LOG_FILE}
}

# check process number 
# $1 : process name 
function check_process() {
	if [ -z $1 ]; then
		log "Input parameter is empty."
		return 0	 
	fi
	
	p_num=$(ps -e | grep "$1" | grep -v "grep" | wc -l)
	log "p_num = $p_num" 
	echo $p_num
}

# supervisor process 
while [ 1 ]
do 
	declare -i ch_num
	p_name="apache2"
	ch_num=$(check_process $p_name)
	if [ $ch_num -eq 0 ]; then
		killall $p_name
		service $p_name start  
	fi
	sleep 3 
done
           

2、子程序替換

(1) 基本思路: 

a. 使用fork函數建立一個新的程序，在程序表中建立一個新的表項，而建立者(即父程序)按原來的流程繼續執行，子程序執行自己的控制流程

b. 運用execv函數把目前程序替換為一個新的程序，新程序由path或file參數指定，可以使用execv函數将程式的執行從一個程式切換到另一個程式

c. 當fork啟動一個子程序時，子程序就有了它自己的生命周期并将獨立運作，此時可以在父程序中調用wait函數讓父程序等待子程序的結束

(2) 基本的實作步驟: 

a. 首先使用fork系統調用，建立子程序

b. 在子程序中使用execv函數，執行需要自動重新開機的程式

c. 在父程序中執行wait函數等待子程序的結束，然後重新建立一個新的子程序

(3) 具體實作的代碼如下: supervisor.c

/**
 *
 * supervisor 
 *
 * date: 2016-08-10 
 * 
 */

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define LOG_FILE "/var/log/supervisor.log"

void s_log(char *text) {
	time_t      t;
	struct tm  *tm;
	char *log_file;
	FILE *fp_log;
	char date[128];
	
	log_file = LOG_FILE;
	fp_log = fopen(log_file, "a+");
	if (NULL == fp_log) {
		fprintf(stderr, "Could not open logfile '%s' for writing\n", log_file);
	}
	
	time(&t);
	tm = localtime(&t);
	strftime(date, 127, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", tm);
	
	/* write the message to stdout and/or logfile */	
	fprintf(fp_log, "[%s] %s\n", date, text);
	fflush(fp_log);
	fclose(fp_log);
} 

int main(int argc, char **argv) {
    int ret, i, status;
    char *child_argv[100] = {0};
    pid_t pid;
    if (argc < 2) {
		fprintf(stderr, "Usage:%s <exe_path> <args...>", argv[0]);
		return -1;
    }
	
    for (i = 1; i < argc; ++i) {
        child_argv[i-1] = (char *)malloc(strlen(argv[i])+1);
        strncpy(child_argv[i-1], argv[i], strlen(argv[i]));
        //child_argv[i-1][strlen(argv[i])] = '0';
    }
	
    while(1) {
        pid = fork(); 
        if (pid == -1) {
            fprintf(stderr, "fork() error.errno:%d error:%s", errno, strerror(errno));
			break;
        }
        if (pid == 0) {
			s_log(child_argv[0]);
            ret = execv(child_argv[0], (char **)child_argv);
			s_log("execv return");
            if (ret < 0) {
                fprintf(stderr, "execv ret:%d errno:%d error:%s", ret, errno, strerror(errno));
                continue;
            }
			s_log("exit child process");
            exit(0);
        }
        if (pid > 0) {
            pid = wait(&status);
			fprintf(stdout, "Child process id: %d\n", pid);
            //fprintf(stdout, "wait return");
			s_log("Wait child process return");
        }
    }
	
    return 0;
}
           

(4) 測試驗證

a. 假設需要自動重新開機的程式為demo.c，其代碼實作如下所示：

/*
*
* demo  
*
*/

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define LOG_FILE "/var/log/demo.log"

void demo_log(int num) {
	time_t      t;
	struct tm  *tm;
	char *log_file;
	FILE *fp_log;
	char date[128];
	
	log_file = LOG_FILE;
	fp_log = fopen(log_file, "a+");
	if (NULL == fp_log) {
		fprintf(stderr, "Could not open logfile '%s' for writing\n", log_file);
	}
	
	time(&t);
	tm = localtime(&t);
	strftime(date,127,"%Y-%m-%d %H:%M:%S",tm);
	
	/* write the message to stdout and/or logfile */	
	fprintf(fp_log, "[%s] num = %d\n", date, num);
	fflush(fp_log);
	fclose(fp_log);
} 

int main(int argc, char **argv[]) {
	int num = 0;
	
	while(1) {
		sleep(10);
		num++;
		demo_log(num);
	}
}
           

b. 測試準備和說明:

b1. 以上相關服務程式編譯後的二進制檔案為: supervisor 和 demo 

b2. 執行如下測試指令 ./supervisor ./demo  

c. 測試的結果:

c1. execv(progname, arg) 執行成功後，其後的代碼不會執行；隻有當執行錯誤時，才會傳回 -1。原來調用execv程序的代碼段會被progname應用程式的代碼段替換。

c2. 當kill掉子程序時，父程序wait函數會接收到子程序退出的信号，進而循環再啟動子程序，此過程實時性非常高。

c3. 當kill掉父程序時，子程序會被init程序接管，如果此時再kill掉子程序，則子程序會退出。

c4. 當同時kill掉父子程序，則父子程序都會退出。