暗无天日

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linux是如何记录日志的

今天看到一个很不错的问题: Understand logging in Linux,里面的答案特别好,记录一下

在linux中,一个典型的日志记录过程如下:

内核空间日志

内核使用 printk() 函数往内核空间的一个 ring buffer 中写入日志消息. 该消息有三种方法可以被用户空间的应用所获取:

  1. 通过 /proc/kmsg 文件

    这是一个只读的伪FIFO文件,且里面的消息只能被读取一次。当多个进程同时尝试读取该文件时,每个进程将只能读取到一部分日志内容。

  2. 通过 /dev/kmsg

    这是一个可读写的字符设备文件,且允许多个进程进行读取,每个进程都能得到完整的数据流。 而且由于它是可读写的,因此你还可以插入消息到内核日志中。

  3. 通过 sys_syslog 系统调用

我们可以通过执行 dmesg 命令来输出 ring buffer 中的内容. 或者通过 klogd(Kernel Log Daemon)/proc/kmsg(若没有挂载/proc则会调用sys_syslog系统API) 来读取 ring buffer 中的日志消息,并将之发送到 syslogd 或者 输出到终端上。

用户空间日志

用户空间一般通过 syslogd(8) 来记录日志. syslogd一般通过监听 /dev/log UNIX域套接字来获取日志消息,但也可以通过配置同时监听多个其他UNIX域套接字, 同时他也可以监听网络Socket,默认syslog监听UDP协议的 514 号端口,但协议和端口都可以进行配置. 它还能够从 klogd(8) 中获取日志消息,但不能直接从 /proc/kmsg 中获取日志消息.

syslogd一般会将获取到的日志消息写入到指定的日志文件中去, 除此之外还可以将日志写入命名管道,转发给给其他主机,作为命令参数甚至是写入数据库中.

用户空间的应用一般通过libc提供的 syslog(3) 函数来记录日志. 该函数会将日志信息发送给 /dev/log. 不过若应用程序通过 chroot(2) 切换了root路径,则日志实际上可能被发送到 /chrooted/named/dev/log. 这种情况下需要配置 syslogd 监听新位置的UNIX域套接字.

另外,syslog协议仅仅是一个数据包协议,应用程序不一定要通过 syslog 函数来写日志,它可以使用任何方式只要能与syslogd监听的套接字通讯就可以了。

最后,上面讲的都是经典的 syslogd 的行为,新的日志守护进程(比如 rsyslog 或者 syslog-ng)在细节上可能会有所不同,比如最新版的 rsyslogdsystemd 系统上已经不再监听 /dev/log 而是改为监听 /run/systemd/journal/syslog.

systemd

systemd通过 systemd-journald 来进行日志管理,它的日志处理方式与经典的linux日志处理方式不太一样:

  • 它通过读取 /dev/kmsg 获取内核日志.
  • 它通过读取 /dev/log(/run/systemd/journal/dev-log的软链接) 获取应用日志(通过syslog函数写入.
  • 它监听UNIX域套接字(AF_LOCAL 流套接字) /run/systemd/journal/stdout 来获取由systemd管理的服务的日志,这些服务只需要把日志输出到stdout和stderr就行了.
  • 它还会监听UNIX套接字(AF_LOCAL 数据包套接字) /run/systemd/journal/socket,因为有些程序通过systemd特定的日志协议输出日志信息(比如调用 sd_journal_sendv() 函数来输出日志).
  • systemd-journald 会将所有上面这些来源中的日志读到一起,然后写入到系统级或用户级的日志文件中,这些日志文件一般在 /run/log/journal//var/log/journal/ 目录下.
  • /etc/systemd/journald.conf 中配置了 ForwardToSyslogyes, 则会尝试将日志写入 /run/systemd/journal/syslog 文件中.
  • 若配置了 ForwardToKMsgtrue,则它还会讲日志写入 /dev/kmsg.
  • 若配置了 ForwardToConsoleForwardToWalltrue, 它还会将日志信息输出到终端和控制台上.

rsyslogd在systemd系统中的行为

rsyslogd在systemd系统中可以通过两种方式来获取日志消息。

  1. rsyslogd在systemd系统中不再监听 /dev/log 而是通过加载 imuxsock 模块,改成监听 /run/systemd/journal/syslog.
  2. rsyslogd通过加载 imjournal 模块来读取systemd-journald生成的日志文件,从中抽取日志消息。