Linux服务器管理的关键：handle技巧 (linux handle)
随着信息技术的发展，服务器的应用越来越广泛，而Linux系统由于其高效、稳定、安全和灵活的特性，也成为了服务器应用中的重要角色。然而，如何有效地管理和维护Linux服务器的稳定运行，是每个管理员都必须面对的挑战之一。Handle技巧是Linux服务器管理中不可或缺的重要技巧，本文将从什么是Handle技巧、其作用、技巧本身以及运用案例等方面进行探讨。
一、什么是Handle技巧
Handle技巧（也称句柄技巧）是一种用于管理Linux系统的技巧。在指针与内存分配中，我们提到句柄用于对内存中的对象进行引用，同样，在Linux系统中，handle技巧也是用于管理系统资源的工具。在Linux中，为了在不同的程序之间共享已有资源，如文件、管道、套接字等，我们需要使用进程间通讯（IPC）机制。在这种通讯过程中，需要使用Handle技巧来控制已有资源的获取和释放。
二、Handle技巧的作用
1.避免资源浪费
Handle技巧在Linux服务器资源的管理中，可以避免资源的浪费，尤其是对于内存、文件等资源更为显著。Handle技巧可以帮助管理员准确地管理已有的资源并能及时释放不再需要的占用资源，从而节省存储空间并提高系统性能。
2.提升系统稳定性
Handle技巧在服务器管理中也发挥着至关重要的作用。服务器应用中有大量的并发连接，这就意味着如果在这些连接创建、维护、关闭时操作不当会导致服务器的异常崩溃。Handle技巧通过严格的资源控制，可以避免这些问题的出现，从而提高服务器的稳定性和可靠性。
3.便于追踪问题
在服务器管理中，存在着许多未知的异常问题，如程序崩溃、资源耗尽等。如果没有良好的Handle技巧及相应的代码实现，那么对异常的追踪会极其困难。Handle技巧可以实现细致的管理与监控，并能追踪异常的产生，并尽快解决问题，从而保证了系统的稳定性和高效性。
三、Handle技巧的应用技巧
1.关闭不再需要的Handle句柄
在Linux系统中，我们必须小心地处理Handle句柄的使用，并在不再需要时及时关闭，否则，这些占用的Handle会持续阻塞系统资源，在高负载下会导致系统暂停或者崩溃。因此，关闭不再需要的Handle句柄是Handle技巧中必不可少的应用技巧之一。
2.合理设置相关参数
Handle技巧使用时，需要根据不同的需求设置不同的参数。例如，进程更大句柄数、单个进程更大句柄数等。管理员应根据实际资源情况和需要进行合理设置，以减少不必要的资源消耗，同时保证系统稳定性。
3.使用工具进行监控
在Handle技巧使用过程中，难免会出现一些预想不到的问题。为了及时发现和解决这些问题，管理员可以使用相关的监控工具，如lsof、strace等，对系统的资源分配情况进行分析，并及时发现和纠正问题。
四、Handle技巧的运用案例
我们可以看到，Handle技巧在服务器管理中是至关重要的。下面以一个实际案例展示Handle技巧的运用：在一个高并发的网络应用平台中，存在着数十万个并发客户端，需要进行数据传输和处理。在这种情况下，Handle技巧显得尤为重要。通过合理地设置相关参数，如进程更大句柄数和单个进程更大句柄数，并使用监控工具对资源的使用情况进行跟踪和监控，我们可以避免资源的浪费和资源不足等问题，保证服务器的高效稳定运行。
Handle技巧是Linux服务器管理中不可或缺的重要技巧，它可以帮助管理员提高服务质量，保障系统安全、稳定、高效的运行，避免因资源损耗或滞留而导致的网络延迟或崩溃。在 Handle 技巧的帮助下，管理员可以轻松地处理和管理Linux服务器上的各种资源，并实现对系统资源的统一管理和控制，从而为客户提供更加优质的服务。因此，学习和掌握Handle技巧是每个Linux系统管理员必不可少的技能。
相关问题拓展阅读：
Linux驱动程序的工作原理
「秒懂百科」一分钟读懂《LINUX设袭烂备驱动程毕雹序》拍数漏
由于你的问题太长我只好转载别人的手打的太累不好意思~~~
Linux是Unix***作系统的一种变种,在Linux下编写驱动程序的原理和
思想完全类似于其他的Unix系统,但它dos或window环境下的驱动程序有很大的
区别.在Linux环境下设计驱动程序,思想简洁,***作方便,功芤埠芮看?但是
支持函数少,只能依赖kernel中的函数,有些常用的***作要自己来编写,而且调
试也不方便.本人这几周来为实验室自行研制的一块多媒体卡编制了驱动程序,
获得了一些经验,愿与Linux fans共享,有不当之处,请予指正.
以下的一些文字主要来源于khg,johnsonm的Write linux device driver,
Brennan’s Guide to Inline Assembly,The Linux A-Z,还有清华BBS上的有关
device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时,有的还有一些错误,我依
据自己的试验结果进祥让行了修正.
一. Linux device driver 的概念
系统调用是***作系统内核和应用程序之间的接口,设备驱动程序是***作系统
内核和机器硬件之间的接口.设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样
在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件, 应用程序可以象***作普通文件
一样对硬件设备进行***作.设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能:
1.对设备初始化和释放.
2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据.
3.读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据.
4.检测和处理设备出现的错误.
在Linux***作系统下有两类主要的设备文件类型,一种是字符设备,另一种是
块设备.字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时,实际
的硬件I/O一般就紧接着发生了,块设备则不然,它利用一块系统内存作缓冲区,
当用户进程对设备请求能满足用户的要求,就返回请求的数据,如果不能,就调用请求函数来进行实际
的I/O***作.块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的,以免耗费过多的CPU时间
来等待.
已经提到,用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道.每个设备文件都
都有其文件属性(c/b),表示是字符设备还蔤强樯璞?另外每个文件谨李局都有两个设
备号,之一个是主设备号,标识驱动程序,第二个是从设备号,标识使用同一个
设备驱动程序的不同的硬件设备,比如有两个软盘,就可以用从设备号来区分
他们.设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号
一致,否则用户进程将无法访问到驱动程序.
最后必须提到的是,在用户进程调用驱动程序时,系统进入核心态,这时不再是
抢先式调度.也就是说,系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他
的工作.如果你的驱动程序陷入死循环,不幸的是你只有重新启动机器了,然后就
是漫长的fsck.//hehe
(请看下节,实例剖析)
读/写时,它首先察看缓冲区的内容,如果缓冲区的数据
如何编写Linux***作系统下的设备驱动程序
Roy G
二.实例剖析
我们来写一个最简单的字符设备驱动程序.虽然它什么也不做,但是通过它
可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理扰迅.把下面的C代码输入机器,你就会
获得一个真正的设备驱动程序.不过我的kernel是2.0.34,在低版本的kernel
上可能会出现问题,我还没测试过.//xixi
#define __NO_VERSION__
#include
#include
char kernel_version = UTS_RELEASE;
这一段定义了一些版本信息,虽然用处不是很大,但也必不可少.Johnsonm说所
有的驱动程序的开头都要包含,但我看倒是未必.
由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道,对设备文件的***作方式不外乎就
是一些系统调用,如 open,read,write,close…., 注意,不是fopen, fread.,
但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据
结构:
struct file_operations {
int (*seek) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);
int (*read) (struct inode * ,struct file *, char ,int);
int (*write) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);
int (*readdir) (struct inode * ,struct file *, struct dirent * ,int);
int (*select) (struct inode * ,struct file *, int ,select_table *);
int (*ioctl) (struct inode * ,struct file *, unsined int ,unsigned long
int (*mmap) (struct inode * ,struct file *, struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode * ,struct file *);
int (*release) (struct inode * ,struct file *);
int (*fsync) (struct inode * ,struct file *);
int (*fasync) (struct inode * ,struct file *,int);
int (*check_media_change) (struct inode * ,struct file *);
int (*revalidate) (dev_t dev);
}
这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用.用户进程利用系统调用
在对设备文件进行诸如read/write***作时,系统调用通过设备文件的主设备号
找到相应的设备驱动程序,然后读取这个数据结构相应的函数指针,接着把控制
权交给该函数.这是linux的设备驱动程序工作的基本原理.既然是这样,则编写
设备驱动程序的主要工作就是编写子函数,并填充file_operations的各个域.
相当简单,不是吗?
下面就开始写子程序.
#include
#include
#include
#include
#include
unsigned int test_major = 0;
static int read_test(struct inode *node,struct file *file,
char *buf,int count)
{
int left;
if (verify_area(VERIFY_WRITE,buf,count) == -EFAULT )
return -EFAULT;
for(left = count left > 0 left–)
{
__put_user(1,buf,1);
buf++;
}
return count;
}
这个函数是为read调用准备的.当调用read时,read_test()被调用,它把用户的
缓冲区全部写1.
buf 是read调用的一个参数.它是用户进程空间的一个地址.但是在read_test
被调用时,系统进入核心态.所以不能使用buf这个地址,必须用__put_user(),
这是kernel提供的一个函数,用于向用户传送数据.另外还有很多类似功能的
函数.请参考.在向用户空间拷贝数据之前,必须验证buf是否可用.
这就用到函数verify_area.
static int write_(struct inode *inode,struct file *file,
const char *buf,int count)
{
return count;
}
static int open_(struct inode *inode,struct file *file )
{
MOD_INC_USE_COUNT;
return 0;
} static void release_(struct inode *inode,struct file *file )
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
}
这几个函数都是空***作.实际调用发生时什么也不做，他们仅仅为下面的结构
提供函数指针。
struct file_operations test_fops = {
NULL,
read_test,
write_test,
NULL, /* test_readdir */
NULL,
NULL, /* test_ioctl */
NULL, /* test_mmap */
open_test,
release_test, NULL, /* test_fsync */
NULL, /* test_fasync */
/* nothing more, fill with NULLs */
};
设备驱动程序的主体可以说是写好了。现在要把驱动程序嵌入内核。驱动程序
可以按照两种方式编译。一种是编译进kernel，另一种是编译成模块(modules),
如果编译进内核的话，会增加内核的大小，还要改动内核的源文件，而且不能
动态的卸载，不利于调试，所以推荐使用模块方式。
int init_module(void)
{
int result;
result = register_chrdev(0, “test”, &test_fops);
if (result
printk(KERN_INFO “test: can’t get major number “);
return result;
}
if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}
在用inod命令将编译好的模块调入内存时，init_module 函数被调用。在
这里，init_module只做了一件事，就是向系统的字符设备表登记了一个字符
设备。register_chrdev需要三个参数，参数一是希望获得的设备号，如果是
零的话，系统将选择一个没有被占用的设备号返回。参数二是设备文件名，
参数三用来登记驱动程序实际执行***作的函数的指针。
如果登记成功，返回设备的主设备号，不成功，返回一个负值。
void cleanup_module(void)
{
unregister_chrdev(test_major, “test”);
}
在用rmmod卸载模块时，cleanup_module函数被调用，它释放字符设备test
在系统字符设备表中占有的表项。
一个极其简单的字符设备可以说写好了，文件名就叫test.c吧。
下面编译
$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c
得到文件test.o就是一个设备驱动程序。
如果设备驱动程序有多个文件，把每个文件按上面的命令行编译，然后
ld -r file1.o file2.o -o modulename.
驱动程序已经编译好了，现在把它安装到系统中去。
$ inod -f test.o
如果安装成功，在/proc/devices文件中就可以看到设备test,
并可以看到它的主设备号,。
要卸载的话，运行
$ rmmod test
下一步要创建设备文件。
mknod /dev/test c major minor
c 是指字符设备，major是主设备号，就是在/proc/devices里看到的。
用shell命令
$ cat /proc/devices | awk “\$2==”test” {print \$1}”
就可以获得主设备号，可以把上面的命令行加入你的shell script中去。
minor是从设备号，设置成0就可以了。
我们现在可以通过设备文件来访问我们的驱动程序。写一个小小的测试程序。
#include
#include
#include
#include
main()
{
int testdev;
int i;
char buf;
testdev = open(“/dev/test”,O_RDWR);
if ( testdev == -1 )
{
printf(“Cann’t open file “);
exit(0);
}
read(testdev,buf,10);
for (i = 0; i
printf(“%d “,buf);
close(testdev);
}
编译运行，看看是不是打印出全1 ？
以上只是一个简单的演示。真正实用的驱动程序要复杂的多，要处理如中断，
DMA，I/O port等问题。这些才是真正的难点。请看下节，实际情况的处理。
如何编写Linux***作系统下的设备驱动程序
Roy G
三 设备驱动程序中的一些具体问题。
1. I/O Port.
和硬件打交道离不开I/O Port，老的ISA设备经常是占用实际的I/O端口，
在linux下，***作系统没有对I/O口屏蔽，也就是说，任何驱动程序都可以
对任意的I/O口***作，这样就很容易引起混乱。每个驱动程序应该自己避免
误用端口。
有两个重要的kernel函数可以保证驱动程序做到这一点。
1）check_region(int io_port, int off_set)
这个函数察看系统的I/O表，看是否有别的驱动程序占用某一段I/O口。
参数1：io端口的基地址，
参数2：io端口占用的范围。
返回值：0 没有占用， 非0，已经被占用。
2）request_region(int io_port, int off_set,char *devname)
如果这段I/O端口没有被占用，在我们的驱动程序中就可以使用它。在使用
之前，必须向系统登记，以防止被其他程序占用。登记后，在/proc/ioports
文件中可以看到你登记的io口。
参数1：io端口的基地址。
参数2：io端口占用的范围。
参数3：使用这段io地址的设备名。
在对I/O口登记后，就可以放心地用inb(), outb()之类的函来访问了。
在一些pci设备中，I/O端口被映射到一段内存中去，要访问这些端口就相当
于访问一段内存。经常性的，我们要获得一块内存的物理地址。在dos环境下，
（之所以不说是dos***作系统是因为我认为DOS根本就不是一个***作系统，它实
在是太简单，太不安全了）只要用段：偏移就可以了。在window95中，95ddk
提供了一个vmm 调用 _MapLinearToPhys,用以把线性地址转化为物理地址。但
在Linux中是怎样做的呢？
2 内存***作
在设备驱动程序中动态开辟内存，不是用malloc，而是kmalloc，或者用
get_free_pages直接申请页。释放内存用的是kfree，或free_pages. 请注意，
kmalloc等函数返回的是物理地址！而malloc等返回的是线性地址！关于
kmalloc返回的是物理地址这一点本人有点不太明白：既然从线性地址到物理
地址的转换是由386cpu硬件完成的，那样汇编指令的***作数应该是线性地址，
驱动程序同样也不能直接使用物理地址而是线性地址。但是事实上kmalloc
返回的确实是物理地址，而且也可以直接通过它访问实际的RAM，我想这样可
以由两种解释，一种是在核心态禁止分页，但是这好像不太现实；另一种是
linux的页目录和页表项设计得正好使得物理地址等同于线性地址。我的想法
不知对不对，还请高手指教。
言归正传，要注意kmalloc更大只能开辟128k-16，16个字节是被页描述符
结构占用了。kmalloc用法参见khg.
内存映射的I/O口，寄存器或者是硬件设备的RAM(如显存)一般占用F
以上的地址空间。在驱动程序中不能直接访问，要通过kernel函数vremap获得
重新映射以后的地址。
另外，很多硬件需要一块比较大的连续内存用作DMA传送。这块内存需要一直
驻留在内存，不能被交换到文件中去。但是kmalloc最多只能开辟128k的内存。
这可以通过牺牲一些系统内存的方法来解决。
具体做法是：比如说你的机器由32M的内存，在lilo.conf的启动参数中加上
mem=30M，这样linux就认为你的机器只有30M的内存，剩下的2M内存在vremap
之后就可以为DMA所用了。
请记住，用vremap映射后的内存，不用时应用unremap释放，否则会浪费页表。
3 中断处理
同处理I/O端口一样，要使用一个中断，必须先向系统登记。
int request_irq(unsigned int irq ,
void(*handle)(int,void *,struct pt_regs *),
unsigned int long flags,
const char *device);
irq: 是要申请的中断。
handle：中断处理函数指针。
flags：SA_INTERRUPT 请求一个快速中断，0 正常中断。
device：设备名。
如果登记成功，返回0，这时在/proc/interrupts文件中可以看你请求的
中断。
4一些常见的问题。
对硬件***作，有时时序很重要。但是如果用C语言写一些低级的硬件***作
的话，gcc往往会对你的程序进行优化，这样时序就错掉了。如果用汇编写呢，
gcc同样会对汇编代码进行优化，除非你用volatile关键字修饰。最保险的
办法是禁止优化。这当然只能对一部分你自己编写的代码。如果对所有的代码
都不优化，你会发现驱动程序根本无法装载。这是因为在编译驱动程序时要
用到gcc的一些扩展特性，而这些扩展特性必须在加了优化选项之后才能体现
出来。
关于kernel的调试工具，我现在还没有发现有合适的。有谁知道请告诉我，
不胜感激。我一直都在printk打印调试信息，倒也还凑合。
关于设备驱动程序还有很多内容，如等待/唤醒机制，块设备的编写等。
linux handle的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于linux handle,Linux服务器管理的关键：handle技巧,Linux驱动程序的工作原理的信息别忘了在本站进行查找喔。
