关于linux进程间的close-on-exec机制

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前几天写了一篇博客,讲述了端口占用情况的查看和解决。

关于linux系统端口查看和占用的解决方案

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。



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