使用 AIX Event Infrastructure 監(jiān)視事件

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簡介

AIX Event Infrastructure 是一個(gè)用于監(jiān)視預(yù)定義和用戶定義的系統(tǒng)事件的事件監(jiān)視框架。在 AIX Event Infrastructure 的上下文中，事件是指狀態(tài)或值的變化，變化發(fā)生時(shí)，可以在內(nèi)核或內(nèi)核擴(kuò)展中探測到它們。

可以監(jiān)視到的每個(gè)事件類型都與一個(gè)事件生成器相關(guān)聯(lián)。事件生成器只是在事件發(fā)生時(shí)探測事件并通知 AIX Event Infrastructure 的代碼段。下面例舉了一些可用的事件生成器：

• modFile：modFile 事件生成器監(jiān)視對文件內(nèi)容的修改。
• utilFs：utilFs 事件生成器監(jiān)視文件系統(tǒng)利用率。
• waitTmPgInOut：waitTmPgInOut 事件生成器監(jiān)視線程在一秒內(nèi)等待頁面換入或換出操作完成的平均等待時(shí)間（以毫秒為單位）。
  

事件表示為一個(gè)偽文件系統(tǒng)中的文件。使用現(xiàn)有的文件系統(tǒng)接口（read()、write()、select() 等）指定應(yīng)該如何和何時(shí)通知監(jiān)視應(yīng)用程序（也稱為消費(fèi)者），以及等待和讀取事件的相關(guān)數(shù)據(jù)。使用 AIX Event Infrastructure 中監(jiān)視器文件的路徑名決定消費(fèi)者希望監(jiān)視哪些事件。

圖 1. 掛裝的 AIX Event Infrastructure 文件系統(tǒng)的實(shí)例示例

在 AIX Event Infrastructure 文件系統(tǒng)中，有四種基本文件類型：

• 監(jiān)視器工廠：監(jiān)視器工廠是擴(kuò)展名為 ".monFactory" 的目錄。它們以目錄的形式表示事件生成器。在掛載 AIX Event Infrastructure 文件系統(tǒng)時(shí)自動地創(chuàng)建這些目錄。
• 監(jiān)視器文件：監(jiān)視器文件的擴(kuò)展名是 ".mon"，它們代表要監(jiān)視的事件。它們只出現(xiàn)在代表相關(guān)聯(lián)的事件生成器的監(jiān)視器工廠下面。
• 列表文件：列表文件是特殊的數(shù)據(jù)文件，擴(kuò)展名是 ".list"。當(dāng)前只有一個(gè)列表文件，即 evProds.list。讀取這個(gè)文件會返回所有可用事件生成器的列表。
• 子目錄：子目錄用于簡化管理，它們代表事件的完整路徑名。
  

用 AIX Event Infrastructure 監(jiān)視事件

AIX Event Infrastructure 包含在 AIX 6.1 TL 6 和 AIX 7.1 上的 bos.ahafs 文件集中。要想監(jiān)視事件，首先要安裝 bos.ahafs 文件集并掛載 AIX Event Infrastructure 文件系統(tǒng)的實(shí)例：

mkdir /aha        mount -v ahafs /aha /aha

可以把這個(gè)文件系統(tǒng)載在想要的任何掛裝點(diǎn)上。本文中的示例假設(shè)它掛裝在 /aha。

決定要使用哪個(gè)監(jiān)視器文件

掛裝文件系統(tǒng)之后，必須判斷與希望監(jiān)視的事件對應(yīng)的監(jiān)視器文件的路徑名。對于每個(gè)事件生成器，以不同的方法決定應(yīng)該使用的路徑名。

在下一節(jié)研究的監(jiān)視示例中，我們要監(jiān)視對 /etc/passwd 文件的修改。為了判斷監(jiān)視器文件的路徑名，需要判斷與這個(gè)事件對應(yīng)的事件生成器。因?yàn)?/etc/passwd 是常規(guī)文件，所以應(yīng)該使用 modFile 事件生成器監(jiān)視對其內(nèi)容的修改。根據(jù) modFile 文檔，“應(yīng)該在 modFile.monFactory 目錄下面創(chuàng)建路徑與希望監(jiān)視的文件相同的監(jiān)視器文件�！� 因此，假設(shè) AIX Event Infrastructure 文件系統(tǒng)掛裝在 /aha，這個(gè)監(jiān)視器文件的完整路徑名應(yīng)該是：/aha/fs/modFile.monFactory/etc/passwd.mon。

應(yīng)該注意，監(jiān)視器文件的路徑名以相關(guān)聯(lián)的監(jiān)視器工廠的路徑開頭，代表不同的事件。例如，/aha/fs/modDir.monFactory/home/cherylfs.mon 文件監(jiān)視 /home/cherylfs 目錄中的文件創(chuàng)建和刪除。/aha/fs/utilFs.monFactory/home/cherylfs.mon 文件監(jiān)視 /home/cherylfs 文件系統(tǒng)的利用率。

事件監(jiān)視流程示例

下面是典型事件監(jiān)視流程的高層視圖。在這個(gè)示例中，事件消費(fèi)者（監(jiān)視應(yīng)用程序）監(jiān)視 /etc/passwd 文件。這個(gè)流程說明在監(jiān)視事件時(shí)事件消費(fèi)者和 AIX Event Infrastructure 執(zhí)行的操作。

圖 2. 事件監(jiān)視流程示例

此時(shí)，監(jiān)視應(yīng)用程序休眠，直到探測到事件發(fā)生。AIX Event Infrastructure 監(jiān)視文件操作，判斷所監(jiān)視的文件是否被修改。

圖 3. 事件監(jiān)視流程示例（續(xù)）

在前面的示例中可以看到，監(jiān)視應(yīng)用程序的典型流程是：

• 使用 write() 系統(tǒng)調(diào)用設(shè)置事件監(jiān)視。
• 使用 select()（或阻塞的 read()）系統(tǒng)調(diào)用等待事件發(fā)生。
• 通過 read() 系統(tǒng)調(diào)用讀取事件發(fā)生數(shù)據(jù)。
• 解析事件發(fā)生數(shù)據(jù)并采取適當(dāng)?shù)拇胧��?li>如果需要，繼續(xù)等待事件發(fā)生。
  

本文會討論每個(gè)步驟。您可以下載本文提供的示例程序 mon_modFile_event.c。

設(shè)置事件監(jiān)視

掛載 AIX Event Infrastructure 文件系統(tǒng)并確定適當(dāng)?shù)谋O(jiān)視器文件之后，必須創(chuàng)建監(jiān)視器文件。這可以使用帶 O_CREAT 標(biāo)志的 open() 調(diào)用來完成。

創(chuàng)建并打開監(jiān)視器文件之后，必須寫入關(guān)于如何和何時(shí)發(fā)出通知的說明。

盡管大多數(shù)監(jiān)視說明很簡單，但是 AIX Event Infrastructure 以兩種方式處理通知計(jì)數(shù) (NOTIFY_CNT) 說明：

圖 4. NOTIFY_CNT 差別

對于 NOTIFY_CNT=-1 的情況，在監(jiān)視應(yīng)用程序當(dāng)前沒有在 select() 或 read() 調(diào)用中阻塞時(shí)，如果探測到另一次事件發(fā)生，那么在分配給這個(gè)消費(fèi)者的緩沖區(qū)中記錄事件發(fā)生數(shù)據(jù)。當(dāng)監(jiān)視應(yīng)用程序試圖執(zhí)行另一次 select() 或阻塞的 read() 調(diào)用時(shí)，這些調(diào)用會立即返回，因?yàn)榫彌_區(qū)中有未讀的事件發(fā)生數(shù)據(jù)。

在示例程序 mon_modFile_event.c 中，用戶通過參數(shù)傳遞要通過 modFile 事件生成器監(jiān)視的文件。如果需要，在 AIX Event Infrastructure 文件系統(tǒng)中創(chuàng)建子目錄以創(chuàng)建所需的監(jiān)視器文件。

打開監(jiān)視器文件之后，把字符串 "CHANGED=YES;WAIT_TYPE=WAIT_IN_SELECT;INFO_LVL=1" 寫入監(jiān)視器文件，這是因?yàn)椋?/div>

• modFile 事件生成器指定了 AHAFS_THRESHOLD_STATE 功能 (CHANGED=YES)。
• mon_modFile_event 程序?qū)⒃?select() 調(diào)用中等待 (WAIT_TYPE=WAIT_IN_SELECT)。
• modFile 事件生成器不傳遞消息，而且這個(gè)程序中不需要堆棧跟蹤 (INFO_LVL=1)。
  

mon_modFile_event 程序會不斷地監(jiān)視事件。因?yàn)?NOTIFY_CNT 的默認(rèn)值是 -1，所以不需要指定它。

等待事件發(fā)生

監(jiān)視應(yīng)用程序可以監(jiān)視多個(gè)事件，多個(gè)應(yīng)用程序可以用不同的監(jiān)視說明監(jiān)視同一事件。

一定要注意，直到監(jiān)視應(yīng)用程序執(zhí)行 select() 或阻塞的 read() 調(diào)用，才會開始監(jiān)視事件。幾種情況會導(dǎo)致 select() 或阻塞的 read() 返回。AIX 6.1 信息中心中列出了這些情況。

把監(jiān)視說明寫入監(jiān)視器文件之后，示例程序在 select() 調(diào)用中阻塞。如果 select() 調(diào)用返回錯(cuò)誤，就把一個(gè)特殊的標(biāo)志傳遞給解析函數(shù)，表示在輸出中將使用錯(cuò)誤格式。

不可用事件發(fā)生

對于某些事件生成器，可能有某些類型的事件發(fā)生會導(dǎo)致所監(jiān)視的事件變得無效。例如：

• 通過 utilFs 事件生成器監(jiān)視的文件系統(tǒng)被卸載。
• 通過 modFile 事件生成器監(jiān)視的文件被刪除或重命名。
• 通過 processMon 或 pidProcessMon 事件生成器監(jiān)視的進(jìn)程死亡了。
  

出現(xiàn)不可用事件發(fā)生（unavailable event occurrence）之后，用戶無法監(jiān)視此事件，直到它再次可用。理想情況下，監(jiān)視應(yīng)用程序應(yīng)該識別不可用事件發(fā)生并采取糾正措施。這會讓事件再次有效。每個(gè)事件生成器的文檔列出了表示探測到不可用事件發(fā)生的返回碼。事件生成器的返回碼在 sys/ahafs_evProds.h 中定義。

對于本地的不可用事件發(fā)生，會刪除與此事件相關(guān)聯(lián)的監(jiān)視器文件。在監(jiān)視器文件的文件描述符仍然打開的情況下，監(jiān)視應(yīng)用程序可以從刪除的監(jiān)視器文件讀取事件數(shù)據(jù)，但是不再繼續(xù)等待事件發(fā)生。當(dāng)監(jiān)視應(yīng)用程序采取糾正措施，事件再次有效之后，必須執(zhí)行以下操作恢復(fù)監(jiān)視：

• 必須關(guān)閉刪除的監(jiān)視器文件的文件描述符。
• 必須用 O_CREAT 標(biāo)志再次打開監(jiān)視器文件。
• 必須把監(jiān)視說明寫入此文件。
  

此時(shí)，監(jiān)視應(yīng)用程序再次在 select() 或 read() 中等待事件發(fā)生。

示例程序會檢查事件生成器的返回碼 (RC_FROM_EVPROD)，判斷事件發(fā)生是否是不可用事件發(fā)生。對于某些不可用事件發(fā)生類型，它嘗試執(zhí)行糾正措施；對于其他類型，停止監(jiān)視。

讀取事件發(fā)生數(shù)據(jù)

事件數(shù)據(jù)由 <keyword>=<value> 對組成，收集的數(shù)據(jù)取決于事件生成器的功能和監(jiān)視應(yīng)用程序指定的 INFO_LVL。事件生成器的文檔列出了每個(gè)事件生成器的功能。

事件數(shù)據(jù)只能讀取一次，而且在一個(gè) read 調(diào)用中不會返回多個(gè)事件的數(shù)據(jù)。例如，假設(shè)在消費(fèi)者讀取監(jiān)視器文件之前，已經(jīng)把兩個(gè)事件發(fā)生的數(shù)據(jù)復(fù)制到了緩沖區(qū)中，每個(gè)事件發(fā)生的數(shù)據(jù)有 256 字節(jié)。即使消費(fèi)者調(diào)用 read() 以要求讀取 4096 字節(jié)，也只會把第一個(gè)事件的 256 字節(jié)數(shù)據(jù)返回給用戶。需要再次執(zhí)行 read 調(diào)用，才能夠獲得第二個(gè)事件的數(shù)據(jù)。

在示例程序中，總是用 4K 的緩沖區(qū)讀取事件數(shù)據(jù)。這是推薦的讀取大小，因?yàn)榇蠖鄶?shù)事件發(fā)生數(shù)據(jù)都少于 4K。用這么大的緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)意味著，不會由于傳遞給 read() 調(diào)用的緩沖區(qū)空間不夠造成只返回部分事件數(shù)據(jù)。

事件發(fā)生數(shù)據(jù)的示例

對于指定了 AHAFS_THRESHOLD_STATE 和 AHAFS_STKTRACE_AVAILABLE 并把消息傳遞給事件消費(fèi)者的事件生成器，三個(gè)級別的輸出如下所示：

INFO_LVL=1	INFO_LVL=2	INFO_LVL=3
BEGIN_EVENT_INFOTIME_tvsec=1269863383TIME_tvnsec=455993143SEQUENCE_NUM=0PID=6947038UID=0UID_LOGIN=0GID=0PROG_NAME=catRC_FROM_EVPROD=1000END_EVENT_INFO	BEGIN_EVENT_INFOTIME_tvsec=1269863383TIME_tvnsec=455993143SEQUENCE_NUM=0PID=6947038UID=0UID_LOGIN=0GID=0PROG_NAME=catRC_FROM_EVPROD=1000BEGIN_EVPROD_INFOevent producer message hereEND_EVPROD_INFOEND_EVENT_INFO	BEGIN_EVENT_INFOTIME_tvsec=1269863383TIME_tvnsec=455993143SEQUENCE_NUM=0PID=6947038UID=0UID_LOGIN=0GID=0PROG_NAME=catRC_FROM_EVPROD=1000BEGIN_EVPROD_INFOevent producer message hereEND_EVPROD_INFOSTACK_TRACE:ahafs_prod_callback+3C4ahafs_cbfn_wrapper+30ahafs_vn_write+204vnop_rdwr+7E4vno_rw+B4rwuio+12Crdwr+184kewrite+16C.svc_instrwrite+1A4_xwrite+6C_xflsbuf+B0__flsbuf+9Ccopyopt_ascii+2C0scat+388main+11C__start+68END_EVENT_INFO

對于指定了 AHAFS_THRESHOLD_VALUE_HI 但沒有指定 AHAFS_STKTRACE_AVAILABLE 并把消息傳遞給事件消費(fèi)者的事件生成器，三個(gè)級別的輸出如下所示：

INFO_LVL=1	INFO_LVL=2	INFO_LVL=3
BEGIN_EVENT_INFOTIME_tvsec=1269866715TIME_tvnsec=16678418SEQUENCE_NUM=0CURRENT_VALUE=3RC_FROM_EVPROD=1000END_EVENT_INFO	BEGIN_EVENT_INFOTIME_tvsec=1269866715TIME_tvnsec=16678418SEQUENCE_NUM=0CURRENT_VALUE=3RC_FROM_EVPROD=1000BEGIN_EVPROD_INFOevent producer message hereEND_EVPROD_INFOEND_EVENT_INFO	BEGIN_EVENT_INFOTIME_tvsec=1269866715TIME_tvnsec=16678418SEQUENCE_NUM=0CURRENT_VALUE=3RC_FROM_EVPROD=1000BEGIN_EVPROD_INFOevent producer message hereEND_EVPROD_INFOEND_EVENT_INFO

如果事件生成器返回錯(cuò)誤，那么所有事件生成器對于所有 INFO_LVL 都使用以下格式：

BEGIN_EVENT_INFO        TIME_tvsec=1269868036        TIME_tvnsec=966708948        SEQUENCE_NUM=0        RC_FROM_EVPROD=19        END_EVENT_INFO

如果消費(fèi)者監(jiān)視一個(gè)值事件，而當(dāng)前值已經(jīng)超過了要求的閾值，那么使用以下格式記錄這個(gè) EALREADY 事件：

BEGIN_EVENT_INFO        TIME_tvsec=1281837726        TIME_tvnsec=446010404        SEQUENCE_NUM=0        CURRENT_VALUE=70        RC_FROM_EVPROD=56        END_EVENT_INFO

每個(gè)事件生成器提供關(guān)于它們生成的事件發(fā)生的輸出中包含什么內(nèi)容的信息。事件生成器的返回碼在 sys/ahafs_evProds.h 中定義。

示例程序在事件發(fā)生數(shù)據(jù)中檢查錯(cuò)誤格式，判斷 select() 調(diào)用是否返回了錯(cuò)誤。如果沒有返回錯(cuò)誤，就使用 modFile 事件生成器文檔中包含的格式。它使用 sscanf() 讀取相應(yīng)關(guān)鍵字的值。

SEQUENCE_NUM 關(guān)鍵字

對于每個(gè)消費(fèi)者，維護(hù)每個(gè)事件的序號。相同的事件發(fā)生對于不同的消費(fèi)者可能有不同的序號，這取決于消費(fèi)者開始監(jiān)視事件的時(shí)間。

出現(xiàn)監(jiān)視停止之后，序號復(fù)位為 0。下圖說明 SEQUENCE_NUM 關(guān)鍵字的表現(xiàn)。

圖 4. 兩個(gè)消費(fèi)者監(jiān)視同一事件

BUF_WRAP 和 EVENT_OVERFLOW 關(guān)鍵字

對于每個(gè)消費(fèi)者和監(jiān)視的每個(gè)事件，事件數(shù)據(jù)保存在一個(gè)循環(huán)的緩沖區(qū)中。如果寫入事件數(shù)據(jù)的速度比消費(fèi)者讀取數(shù)據(jù)快，可能會出現(xiàn)緩沖區(qū)回繞（wrap）。如果出現(xiàn)緩沖區(qū)回繞，會覆蓋事件數(shù)據(jù)，所以 read() 調(diào)用不會返回部分事件數(shù)據(jù)。圖 5 說明緩沖區(qū)在緩沖區(qū)回繞之前和之后的樣子：

圖 5. 緩沖區(qū)回繞

如果出現(xiàn)緩沖區(qū)回繞，第一個(gè) read 只返回關(guān)鍵字 BUF_WRAP。第二個(gè) read 返回下一個(gè)事件發(fā)生的全部事件數(shù)據(jù)。應(yīng)該根據(jù) SEQUENCE_NUM 字段判斷緩沖區(qū)回繞覆蓋了多少個(gè)事件發(fā)生。如果監(jiān)視應(yīng)用程序遇到緩沖區(qū)回繞，可以增加在 BUF_SIZE 中指定的監(jiān)視緩沖區(qū)大小。不能動態(tài)地修改這個(gè)設(shè)置。

如果消費(fèi)者使用非常小的緩沖區(qū)，一個(gè)事件發(fā)生的事件數(shù)據(jù)可能會超過緩沖區(qū)。在這種情況下，會把關(guān)鍵字 EVENT_OVERFLOW 寫入緩沖區(qū)，并寫入緩沖區(qū)能夠容納的盡可能多的事件發(fā)生數(shù)據(jù)。在發(fā)生溢出的情況下，第一個(gè) read 只返回關(guān)鍵字 EVENT_OVERFLOW。下一個(gè) read 返回緩沖區(qū)能夠容納的事件數(shù)據(jù)。

如果在發(fā)生溢出的情況下發(fā)生回繞，第一個(gè) read 返回關(guān)鍵字 BUF_WRAP，第二個(gè) read 返回關(guān)鍵字 EVENT_OVERFLOW，第三個(gè) read 返回緩沖區(qū)能夠容納的事件數(shù)據(jù)。

示例程序檢查傳遞的事件數(shù)據(jù)是否包含 BUF_WRAP 關(guān)鍵字。如果發(fā)生了緩沖區(qū)回繞，就向用戶輸出警告。示例程序并不檢查 EVENT_OVERFLOW，因?yàn)樗�指�?INFO_LVL 為 1 并使用默認(rèn)緩沖區(qū)大小 4K。當(dāng)前，在 INFO_LVL 設(shè)置為 1 的情況下 modFile 事件的最大大小小于 4K。

重復(fù)事件數(shù)據(jù)整合

為了減少緩沖區(qū)回繞，AIX Event Infrastructure 會整合重復(fù)的未讀事件。在收集到新的事件數(shù)據(jù)時(shí)，與最近的未讀事件數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果每個(gè)事件發(fā)生的數(shù)據(jù)完全相同（除了時(shí)間戳和序號之外），那么更新以前寫的事件數(shù)據(jù)的時(shí)間戳和序號以反映這個(gè)新的重復(fù)的事件發(fā)生。

重復(fù)事件數(shù)據(jù)整合與緩沖區(qū)回繞的表現(xiàn)差異在于，在發(fā)生整合時(shí)并不會讀取到關(guān)鍵字 BUF_WRAP。

示例程序維護(hù)自己的內(nèi)部序號。它會比較預(yù)期的值和從事件發(fā)生數(shù)據(jù)讀取的實(shí)際值，從而判斷是否整合了重復(fù)事件。如果探測到不可用事件，那么這個(gè)內(nèi)部序號復(fù)位為 0。