摘要：在本文中，讓我們共同探討基于php語言構建一個基本的服務器端監視引擎的諸多技巧及注意事項，并給出完整的源碼實現。
一. 更改工作目錄的問題
當你編寫一個監視程序時，讓它設置自己的工作目錄通常更好些。這樣以來，如果你使用一個相對路徑讀寫文件，那么，它會根據情況自動處理用戶期望存放文件的位置。總是限制程序中使用的路徑盡管是一種良好的實踐；但是，卻失去了應有的靈活性。因此，改變你的工作目錄的最安全的方法是，既使用chdir()也使用chroot()。
chroot()可用于php的cli和cgi版本中，但是卻要求程序以根權限運行。chroot()實際上把當前進程的路徑從根目錄改變到指定的目錄。這使得當前進程只能執行存在于該目錄下的文件。經常情況下，chroot()由服務器作為一個"安全設備"使用以確保惡意代碼不會修改一個特定的目錄之外的文件。請牢記，盡管chroot()能夠阻止你訪問你的新目錄之外的任何文件，但是，任何當前打開的文件資源仍然能夠被存取。例如，下列代碼能夠打開一個日志文件，調用chroot()并切換到一個數據目錄；然后，仍然能夠成功地登錄并進而打開文件資源：
＜?php
$logfile = fopen("/var/log/chroot.log"， "w");
chroot("/users/george");
fputs($logfile， "hello from inside the chroot/n");
?＞
如果一個應用程序不能使用chroot()，那么你可以調用chdir()來設置工作目錄。例如，當代碼需要加載特定的代碼（這些代碼能夠在系統的任何地方被定位時），這是很有用的。注意，chdir()沒有提供安全機制來防止打開未授權的文件。
二. 放棄特權
當編寫unix守護程序時，一種經典的安全預防措施是讓它們放棄所有不需要的特權；否則，擁有不需要的特權容易招致不必要的麻煩。在代碼(或php本身)中含有漏洞的情況下，通過確保一個守護程序以最小權限用戶身份運行，往往能夠使損失減到最小。
一種實現此目的的方法是，以非特權用戶身份執行該守護程序。然而，如果程序需要在一開始就打開非特權用戶無權打開的資源(例如日志文件，數據文件，套接字，等等)的話，這通常是不夠的。
如果你以根用戶身份運行，那么你能夠借助于posix_setuid()和posiz_setgid()函數來放棄你的特權。下面的示例把當前運行程序的特權改變為用戶nobody所擁有的那些權限：
$pw=posix_getpwnam('nobody');
posix_setuid($pw['uid']);
posix_setgid($pw['gid']);
就象chroot()一樣，任何在放棄特權之前被打開的特權資源都會保持為打開，但是不能創建新的資源。
三. 保證排它性
你可能經常想實現：一個腳本在任何時刻僅運行一個實例。為了保護腳本，這是特別重要的，因為在后臺運行容易導致偶然情況下調用多個實例。
保證這種排它性的標準技術是，通過使用flock()來讓腳本鎖定一個特定的文件(經常是一個加鎖文件，并且被排它式使用)。如果鎖定失敗，該腳本應該輸出一個錯誤并退出。下面是一個示例：
$fp=fopen("/tmp/.lockfile"，"a");
if(!$fp || !flock($fp， lock_ex | lock_nb)) {
fputs(stderr， "failed to acquire lock/n");
exit;
}
/*成功鎖定以安全地執行工作*/
注意，有關鎖機制的討論涉及較多內容，在此不多加解釋。
四. 構建監視服務
在這一節中，我們將使用php來編寫一個基本的監視引擎。因為你不會事先知道怎樣改變，所以你應該使它的實現既靈活又具可能性。
該記錄程序應該能夠支持任意的服務檢查(例如，http和ftp服務)并且能夠以任意方式(通過電子郵件，輸出到一個日志文件，等等)記錄事件。你當然想讓它以一個守護程序方式運行；所以，你應該請求它輸出其完整的當前狀態。
一個服務需要實現下列抽象類：
abstract class servicecheck {
const failure = 0;
const success = 1;
protected $timeout = 30;
protected $next_attempt;
protected $current_status = servicecheck::success;
protected $previous_status = servicecheck::success;
protected $frequency = 30;
protected $description;
protected $consecutive_failures = 0;
protected $status_time;
protected $failure_time;
protected $loggers = array();
abstract public function __construct($params);
public function __call($name， $args)
{
if(isset($this-＞$name)) {
return $this-＞$name;
}
}
public function set_next_attempt()
{
$this-＞next_attempt = time() + $this-＞frequency;
}
public abstract function run();
public function post_run($status)
{
if($status !== $this-＞current_status) {
$this-＞previous_status = $this-＞current_status;
}
if($status === self::failure) {
if( $this-＞current_status === self::failure ) {
$this-＞consecutive_failures++;
}
else {
$this-＞failure_time = time();
}
}
else {
$this-＞consecutive_failures = 0;
}
$this-＞status_time = time();
$this-＞current_status = $status;
$this-＞log_service_event();
}
public function log_current_status()
{
foreach($this-＞loggers as $logger) {
$logger-＞log_current_status($this);
}
}
private function log_service_event()
{
foreach($this-＞loggers as $logger) {
$logger-＞log_service_event($this);
}
}
public function register_logger(servicelogger $logger)
{
$this-＞loggers[] = $logger;
}
}
上面的__call()重載方法提供對一個servicecheck對象的參數的只讀存取操作：
· timeout-在引擎終止檢查之前，這一檢查能夠掛起多長時間。
· next_attempt-下次嘗試連接到服務器的時間。
· current_status-服務的當前狀態：success或failure。
· previous_status-當前狀態之前的狀態。
· frequency-每隔多長時間檢查一次服務。
· description-服務描述。
· consecutive_failures-自從上次成功以來，服務檢查連續失敗的次數。
· status_time-服務被檢查的最后時間。
· failure_time-如果狀態為failed，則它代表發生失敗的時間。
這個類還實現了觀察者模式，允許servicelogger類型的對象注冊自身，然后當調用log_current_status()或log_service_event()時調用它。
這里實現的關鍵函數是run()，它負責定義應該怎樣執行檢查。如果檢查成功，它應該返回success；否則返回failure。
當定義在run()中的服務檢查返回后，post_run()方法被調用。它負責設置對象的狀態并實現記入日志。
servicelogger接口：指定一個日志類僅需要實現兩個方法：log_service_event()和log_current_status()，它們分別在當一個run()檢查返回時和當實現一個普通狀態請求時被調用。
該接口如下所示：
interface servicelogger {
public function log_service_event(servicecheck$service);
public function log_current_status(servicecheck$service);
}
最后，你需要編寫引擎本身。該想法類似于在前一節編寫簡單程序時使用的思想：服務器應該創建一個新的進程來處理每一次檢查并使用一個sigchld處理器來檢測當檢查完成時的返回值。可以同時檢查的最大數目應該是可配置的，從而可以防止對系統資源的過渡使用。所有的服務和日志都將在一個xml文件中定義。
下面是定義該引擎的servicecheckrunner類：
class servicecheckrunner {
private $num_children;
private $services = array();
private $children = array();
public function _ _construct($conf， $num_children)
{
$loggers = array();
$this-＞num_children = $num_children;
$conf = simplexml_load_file($conf);
foreach($conf-＞loggers-＞logger as $logger) {
$class = new reflection_class("$logger-＞class");
if($class-＞isinstantiable()) {
$loggers["$logger-＞id"] = $class-＞newinstance();
}
else {
fputs(stderr， "{$logger-＞class} cannot be instantiated./n");
exit;
}
}
foreach($conf-＞services-＞service as $service) {
$class = new reflection_class("$service-＞class");
if($class-＞isinstantiable()) {
$item = $class-＞newinstance($service-＞params);
foreach($service-＞loggers-＞logger as $logger) {
$item-＞register_logger($loggers["$logger"]);
}
$this-＞services[] = $item;
}
else {
fputs(stderr， "{$service-＞class} is not instantiable./n");
exit;
}
}
}
private function next_attempt_sort($a， $b){
if($a-＞next_attempt() == $b-＞next_attempt()) {
return 0;
}
return ($a-＞next_attempt() ＜ $b-＞next_attempt())? -1 : 1;
}
private function next(){
usort($this-＞services，array($this，'next_attempt_sort'));
return $this-＞services[0];
}
public function loop(){
declare(ticks=1);
pcntl_signal(sigchld， array($this， "sig_child"));
pcntl_signal(sigusr1， array($this， "sig_usr1"));
while(1) {
$now = time();
if(count($this-＞children)＜ $this-＞num_children) {
$service = $this-＞next();
if($now ＜ $service-＞next_attempt()) {
sleep(1);
continue;
}
$service-＞set_next_attempt();
if($pid = pcntl_fork()) {
$this-＞children[$pid] = $service;
}
else {
pcntl_alarm($service-＞timeout());
exit($service-＞run());
}
}
}
}
public function log_current_status(){
foreach($this-＞services as $service) {
$service-＞log_current_status();
}
}
private function sig_child($signal){
$status = servicecheck::failure;
pcntl_signal(sigchld， array($this， "sig_child"));
while(($pid = pcntl_wait($status， wnohang)) ＞ 0){
$service = $this-＞children[$pid];
unset($this-＞children[$pid]);
if(pcntl_wifexited($status) && pcntl_wexitstatus($status) ==servicecheck::success)
{
$status = servicecheck::success;
}
$service-＞post_run($status);
}
}
private function sig_usr1($signal){
pcntl_signal(sigusr1， array($this， "sig_usr1"));
$this-＞log_current_status();
}
}
這是一個很復雜的類。其構造器讀取并分析一個xml文件，創建所有的將被監視的服務，并創建記錄它們的日志程序。
loop()方法是該類中的主要方法。它設置請求的信號處理器并檢查是否能夠創建一個新的子進程。現在，如果下一個事件(以next_attempt時間chuo排序)運行良好，那么一個新的進程將被創建。在這個新的子進程內，發出一個警告以防止測試持續時間超出它的時限，然后執行由run()定義的測試。
還存在兩個信號處理器：sigchld處理器sig_child()，負責收集已終止的子進程并執行它們的服務的post_run()方法；sigusr1處理器sig_usr1()，簡單地調用所有已注冊的日志程序的log_current_status()方法，這可以用于得到整個系統的當前狀態。
當然，這個監視架構并不沒有做任何實際的事情。但是首先，你需要檢查一個服務。下列這個類檢查是否你從一個http服務器取回一個"200 server ok"響應：
class http_servicecheck extends servicecheck{
public $url;
public function _ _construct($params){
foreach($params as $k =＞ $v) {
$k = "$k";
$this-＞$k = "$v";
}
}
public function run(){
if(is_resource(@fopen($this-＞url， "r"))) {
return servicecheck::success;
}
else {
return servicecheck::failure;
}
}
}
與你以前構建的框架相比，這個服務極其簡單，在此恕不多描述。 五. 示例servicelogger進程
下面是一個示例servicelogger進程。當一個服務停用時，它負責把一個電子郵件發送給一個待命人員：
class emailme_servicelogger implements servicelogger {
public function log_service_event(servicecheck$service)
{
if($service-＞current_status ==servicecheck::failure) {
$message = "problem with{$service-＞description()}/r/n";
mail('
[email protected]'， 'service event'，$message);
if($service-＞consecutive_failures() ＞ 5) {
mail('
[email protected]'， 'service event'， $message);
}
}
}
public function log_current_status(servicecheck$service){
return;
}
}
如果連續失敗五次，那么該進程還把一個消息發送到一個備份地址。注意，它并沒有實現一個有意義的log_current_status()方法。
無論何時象如下這樣改變一個服務的狀態，你都應該實現一個寫向php錯誤日志的servicelogger進程：
class errorlog_servicelogger implements servicelogger {
public function log_service_event(servicecheck$service)
{
if($service-＞current_status() !==$service-＞previous_status()) {
if($service-＞current_status() ===servicecheck::failure) {
$status = 'down';
}
else {
$status = 'up';
}
error_log("{$service-＞description()} changed status to $status");
}
}
public function log_current_status(servicecheck$service)
{
error_log("{$service-＞description()}: $status");
}
}
該log_current_status()方法意味著，如果進程發送一個sigusr1信號，它將把其完整的當前狀態復制到你的php錯誤日志中。
該引擎使用如下的一個配置文件：
＜config＞
＜loggers＞
＜logger＞
＜id＞errorlog＜/id＞
＜class＞errorlog_servicelogger＜/class＞
＜/logger＞
＜logger＞
＜id＞emailme＜/id＞
＜class＞emailme_servicelogger＜/class＞
＜/logger＞
＜/loggers＞
＜services＞
＜service＞
＜class＞http_servicecheck＜/class＞
＜params＞
＜description＞omniti http check＜/description＞
＜url＞http://www.omniti.com＜/url＞
＜timeout＞30＜/timeout＞
＜frequency＞900＜/frequency＞
＜/params＞
＜loggers＞
＜logger＞errorlog＜/logger＞
＜logger＞emailme＜/logger＞
＜/loggers＞
＜/service＞
＜service＞
＜class＞http_servicecheck＜/class＞
＜params＞
＜description＞home page http check＜/description＞
＜url＞http://www.schlossnagle.org/~george＜/url＞
＜timeout＞30＜/timeout＞
＜frequency＞3600＜/frequency＞
＜/params＞
＜loggers＞
＜logger＞errorlog＜/logger＞
＜/loggers＞
＜/service＞
＜/services＞
＜/config＞
當傳遞這個xml文件時，servicecheckrunner的構造器對于每一個指定的日志實例化一個日志記錄程序。然后，它相應于每一個指定的服務實例化一個servicecheck對象。
注意 該構造器使用reflection_class類來實現該服務和日志類的內在檢查-在你試圖實例化它們之前。盡管這是不必要的，但是它很好地演示了php 5中新的反射（reflection）api的使用。除了這些類以外，反射api還提供一些類來實現對php中幾乎任何內部實體(類，方法或函數)的內在檢查。
為了使用你構建的引擎，你仍然需要一些包裝代碼。監視程序應該會禁止你試圖兩次啟動它-你不需要對每一個事件建立兩份消息。當然，該監視程序還應該接收包括下列選項在內的一些選項：
| 選項 | 描述 |
| [-f] | 引擎的配置文件的一個位置，默認是monitor.xml。 |
| [-n] | 引擎允許的子進程池的大小，默認是5。 |
| [-d] | 一個停用該引擎的守護功能的標志。在你編寫一個把信息輸出到stdout或stderr的調試servicelogger進程時，這是很有用的。 |
下面是最終的監視程序腳本，它分析選項，保證排它性并且運行服務檢查：
require_once "service.inc";
require_once "console/getopt.php";
$shortoptions = "n:f:d";
$default_opts = array('n' =＞ 5， 'f' =＞'monitor.xml');
$args = getoptions($default_opts， $shortoptions，null);
$fp = fopen("/tmp/.lockfile"， "a");
if(!$fp || !flock($fp， lock_ex | lock_nb)) {
fputs($stderr， "failed to acquire lock/n");
exit;
}
if(!$args['d']) {
if(pcntl_fork()) {
exit;
}
posix_setsid();
if(pcntl_fork()) {
exit;
}
}
fwrite($fp， getmypid());
fflush($fp);
$engine = new servicecheckrunner($args['f']，$args['n']);
$engine-＞loop();
注意，這個示例使用了定制的getoptions()函數。
在編寫一個適當的配置文件后，你可以按如下方式啟動該腳本：
＞ ./monitor.php -f /etc/monitor.xml
這可以保護并繼續監視直到機器被關掉或該腳本被殺死。
這個腳本相當復雜，但是仍然存在一些容易改進的地方，這些只好留給讀者作為練習之用：
· 添加一個重新分析配置文件的sighup處理器以便你能夠在不啟動服務器的情況下改變配置。
· 編寫一個能夠登錄到一個數據庫的servicelogger以用于存儲查詢數據。
· 編寫一個web前端程序以為整個監視系統提供一種良好的gui。
