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 Chrootn');?＞

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 lockn');　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()}rn';　mail('oncall@example.com'， 'Service Event'，$message);　if($service-＞consecutive_failures() ＞ 5) {mail('oncall_backup@example.com'， '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($stderr， 'Failed to acquire lockn');　exit;}if(!$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。