谨慎使用多线程中的fork

Posted 2020-07-17 指尖上的快乐

// Upon successful completion, pthread_atfork() shall return a value of zero; otherwise, an error number shall be returned to indicate the error.

// @prepare 新进程产生之前被调用

// @parent  新进程产生之后在父进程被调用

// @child    新进程产生之后，在子进程被调用

int pthread_atfork (void (*prepare) (void), void (*parent) (void), void (*child) (void));

 

多进程的多线程程序，听起来多不靠谱。真是闲得淡疼的人才会做此设计。但依旧可以使用万能的推辞：历史造成的。

在 POSIX 标准中，fork 的行为是这样的：复制整个用户空间的数据（通常使用 copy-on-write 的策略，所以可以实现的速度很快）以及所有系统对象，然后仅复制当前线程到子进程。这里：所有父进程中别的线程，到了子进程中都是突然蒸发掉的。

其它线程的突然消失，是一切问题的根源。

我之前从未写过多进程多线程程序，不过公司里有 David Xu 同学（他实现维护着 FreeBSD 的线程库）是这方面的专家，今天跟徐同学讨论了一下午，终于觉得自己搞明白了其中的纠结。嗯，写点东西整理一下思路。

可能产生的最严重的问题是锁的问题。

因为为了性能，大部分系统的锁是实现在用户空间的。所以锁对象会因为 fork 复制到子进程中。

对于锁来说，从 OS 看，每个锁有一个所有者，即最后一次 lock 它的线程。

假设这么一个环境，在 fork 之前，有一个子线程 lock 了某个锁，获得了对锁的所有权。fork 以后，在子进程中，所有的额外线程都人间蒸发了。而锁却被正常复制了，在子进程看来，这个锁没有主人，所以没有任何人可以对它解锁。

当子进程想 lock 这个锁时，不再有任何手段可以解开了。程序发生死锁。