关于linux进程间的close-on-exec机制

Posted 2020-12-13 SE

 

大部分这种问题都能够解决，在文章的最后，提到了一种特殊情况，就是父子进程中的端口占用情况。父进程监听一个端口后，fork出一个子进程，然后kill掉父进程，再重启父进程，这个时候提示端口占用，用netstat查看，子进程占用了父进程监听的端口。

原理其实很简单，子进程在fork出来的时候，使用了写时复制（COW，Copy-On-Write）方式获得父进程的数据空间、 堆和栈副本，这其中也包括文件描述符。刚刚fork成功时，父子进程中相同的文件描述符指向系统文件表中的同一项（这也意味着他们共享同一文件偏移量）。这其中当然也包含父进程创建的socket。

接着，一般我们会调用exec执行另一个程序，此时会用全新的程序替换子进程的正文，数据，堆和栈等。此时保存文件描述符的变量当然也不存在了，我们就无法关闭无用的文件描述符了。所以通常我们会fork子进程后在子进程中直接执行close关掉无用的文件描述符，然后再执行exec。

但是在复杂系统中，有时我们fork子进程时已经不知道打开了多少个文件描述符（包括socket句柄等），这此时进行逐一清理确实有很大难度。我们期望的是能在fork子进程前打开某个文件句柄时就指定好：“这个句柄我在fork子进程后执行exec时就关闭”。其实时有这样的方法的：即所谓 的 close-on-exec。

回到我们的应用场景中来，只要我们在创建socket的时候加上SOCK_CLOEXEC标志，就能够达到我们要求的效果，在fork子进程中执行exec的时候，会清理掉父进程创建的socket。

#ifdef WIN32
SOCKET ss = ::socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
#else
SOCKET ss = ::socket(PF_INET, SOCK_STREAM | SOCK_CLOEXEC, 0);
#endif
当然，其他的文件描述符也有类似的功能，例如文件，可以在打开的时候使用O_CLOEXEC标识（linux 2.6.23才开始支持此标记），达到和上面一样的效果。或者使用系统的fcntl函数设置FD_CLOEXEC即可。
//方案A
int fd = open(“foo.txt”,O_RDONLY);
int flags = fcntl(fd, F_GETFD);
flags |= FD_CLOEXEC;
fcntl(fd, F_SETFD, flags);
//方案B，linux 2.6.23后支持
int fd = open(“foo.txt”,O_RDONLY | O_CLOEXEC);
好了，现在我们终于可以完美的解决端口占用这个令人烦恼的问题了。

关于linux进程间的close-on-exec机制