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为什么在fork之后关闭文件描述符会影响子进程?

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我想通过按钮单击一个在linux中运行程序,因此我写了一个函数 execute

void execute(const char* program_call, const char* param )
{
    pid_t child = vfork();

    if(child == 0) // child process
    {
        int child_pid = getpid();

        char *args[2]; // arguments for exec
        args[0] = (char*)program_call; // first argument is program_call
        args[1] = (char*)param;

        // close all opened file descriptors:
        const char* prefix = "/proc/";
        const char* suffix = "/fd/";
        char child_proc_dir[16]; 
        sprintf(child_proc_dir,"%s%d%s",prefix,child_pid, suffix);

        DIR *dir;
        struct dirent *ent;

        if ((dir = opendir (child_proc_dir)) != NULL) {
            // get files and directories within directory
            while ((ent = readdir (dir)) != NULL) {
                // convert file name to int
                char* end;
                int fd = strtol(ent->d_name, &end, 32);
                if (!*end) // valid file descriptor
                {
                    close(fd); // close file descriptor
                    // or set the flag FD_CLOEXEC
                    //fcntl( fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC );
                }
            }
            closedir (dir);
        } 
        else 
        {
            cerr<< "can not open directory: " << child_proc_dir <<endl;
        }
        // replace the child process with exec*-function
            execv(program_call,args);
            _exit(2);
        }
    else if (child == -1) // fork error
    {
        if (errno == EAGAIN)
        {
            cerr<<“To much processes"<<endl;
        }
        else if (errno == ENOMEM)
        {
            cerr<<“Not enough space available."<<endl;
        }
    }
    else // parent process
    {
        usleep(50); // give some time 
        if ( errno == EACCES)
        {
            cerr<<“Permission denied or process file not executable."<<endl;
        }
        else if ( errno == ENOENT)
        {
            cerr<<"\n Invalid path or file."<<endl;
        }
        int child_status;
        if ( waitpid(child, &child_status, WNOHANG | WUNTRACED) < 0) // waitpid failed
        {
            cerr<<"Error - Execution failed"<<endl;
        }
        else if ( WIFEXITED( child_status ) &&  WEXITSTATUS( child_status ) != 0)   
        {
            cerr<<“Child process error - Execution failed"<<endl;
        }
    }
}

有两个问题:

  • 关闭文件描述符会导致一些问题,例如Thunderbird崩溃或VLC运行时没有声音 . 更确切地说:关闭 stdout(1)stderr(2) 会导致这些问题 . 据我所知,在exec之前关闭文件描述符只能防止它们被复制(不需要从子进程向父进程发送信息) . 为什么这会影响子进程?通过设置标志 FD_CLOEXEC 来替换 close() 不会改变任何内容 . 在fork之前设置 FD_CLOEXEC 标志也无法解决问题 . 有没有更好的方法来阻止文件描述符的继承?

  • waitpid的返回值通常为0,即使程序调用失败,我认为因为有两个(异步)进程 . usleep(50) 为我的需求解决了这个问题,但我希望有更好的解决方案来解决这个问题 .

我正在使用vfork,但使用fork会出现同样的问题 .

2 回答

  • 4

    首先,在2014年,永远不要使用 vfork ,而只需fork(2) . (因为vfork(2)自POSIX 2001以来已经过时并在POSIX 2008中被删除) .

    然后,关闭大多数文件描述符的最简单方法就是

    for (int fd=3; fd<256; fd++) (void) close(fd);
    

    (提示:如果fd无效,close(fd)将失败并且我们忽略失败;并且你从3开始保持打开0 == stdin,1 == stdout,2 == stderr;所以原则上所有关闭以上会失败) .

    然而,表现良好且编写良好的程序在关闭时不应该需要这样的循环(因此它是克服先前错误的粗略方法) .

    当然,如果你知道stdin,stdout,stderr以外的某些文件描述符是有效的并且需要给孩子 program_call (这不太可能),你需要明确地跳过它 .

    然后尽可能使用 FD_CLOEXEC .

    如果你的程序不知道它们,你的程序就不太可能有很多文件描述符 .

    也许你想要daemon(3)或(由vality评论)posix_spawn .

    如果你需要明确地关闭 STDIN_FILENO (即0),或 STDOUT_FILENO (即1),或 STDERR_FILENO (即2),那么在调用 exec 之前你会更好 open("/dev/null",dup2 ,因为大多数程序都希望它们存在 .

  • 3

    第一个问题:没有办法阻止文件描述符的继承,除非你自己关闭它们或设置 FD_CLOEXEC ,检查this

    第二个问题:你得到 The return value of waitpid is often 0 ,因为你在 waitpid 中选择了 WNOHANG .

    waitpid(): on success, returns the process ID of the child whose state has changed; 
    if WNOHANG was specified  and  one  or  more  child(ren) specified by pid exist, 
    but have not yet changed state, then 0 is returned.  On error, -1 is returned.
    

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