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是否可以在没有继承父进程的虚拟内存空间的情况下派生进程？

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由于父进程使用大量内存， fork 可能会在内核过量使用策略的某些配置下使用 errno ENOMEM 失败 . 尽管子进程可能只有ls等低内存消耗程序 .

为了澄清问题，当/ proc / sys / vm / overcommit_memory配置为2时，（虚拟）内存的分配限制为 SWAP + MEMORY * ration(default to 50%) . 当一个进程分叉时，由于COW没有复制虚拟内存 . 但是内核仍然需要分配虚拟内存空间 . 作为类比，fork就像malloc（虚拟内存空间大小），它不会分配物理内存，写入共享内存会导致分配虚拟内存和物理内存的副本 . 当overcommit_memory配置为2时，由于虚拟内存空间分配，fork可能会失败 .

在以下条件下，是否可以 fork 没有继承父进程的虚拟内存空间的进程？

  • 如果子进程在 fork 之后调用 exec

  • 如果子进程未调用 exec ，并且不会使用父进程中的任何全局或静态变量 . 例如，子进程只执行一些日志记录然后退出 .

c linux fork enomem

3 回答

  • 3

    我不知道有任何方法可以做（2），但对于（1）你可以尝试使用 vfork ，这将分叉一个新进程而不复制父进程的页表 . 但这通常有多种原因，包括因为它导致父母 block 直到孩子执行 execve 或终止 .

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  • 6

    不，这是不可能的 . 您可能对vfork(2)感兴趣，我不推荐 . 另请参阅mmap(2)及其 MAP_NORESERVE 标志 . 但是内核使用了copy-on-write技术，因此实际上不会使RAM消耗增加一倍 .

    我的建议是 have enough swap space 不要担心这个问题 . 因此，将计算机设置为具有比最大运行进程更多的可用交换空间 . 您可以随时 create some temporary swap file （例如 dd if=/dev/zero of=/var/tmp/swapfile bs=1M count=32768 然后 mkswap /var/tmp/swapfile ）然后将其添加为临时交换区域（ swapon /var/tmp/swapfile ）并在您不再需要时将其删除（ swapoff /var/tmp/swapfile 和 rm /var/tmp/swapfile ） .

    您可能不希望交换tmpfs文件系统，如/ tmp /经常，因为tmpfs文件系统由交换空间备份！

    我不喜欢memory overcommitment并禁用它（通过proc(5)） . 因人而异 .

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  • 6

    作为Basile Starynkevitch answered，这是不可能的 .

    但是，有一个非常简单和常用的解决方案，它不依赖于Linux特定的行为或内存过量使用控制：使用早期分叉的从属进程执行fork和exec .

    让大型父进程创建一个unix域套接字并尽可能早地分叉一个从进程，关闭从属中的所有其他描述符（重新打开 STDIN_FILENO ， STDOUT_FILENO 和 STDERR_FILENO 到 /dev/null ） . 我更喜欢数据报套接字的简单性和保证，尽管流套接字也可以工作 .

    在极少数情况下，让从属进程执行单独的专用小帮助程序是很有用的 . 在大多数情况下，这不是必需的，并且使安全设计更容易 . （在Linux中，您可以在使用Unix域套接字传递数据时包含SCM_CREDENTIALS辅助消息，并使用其中的进程ID来验证对等方使用 /proc/PID/exe 伪文件的身份/可执行文件 . ）

    在任何情况下，从进程都将阻止从套接字读取 . 当另一端关闭套接字时，读/接收将返回0，从属进程将退出 .

    从进程接收的每个数据报描述了要执行的命令 . （使用数据报允许使用C字符串，用NUL字符分隔，没有任何转义等;使用Unix流套接字通常需要您以某种方式分隔“命令”，这反过来意味着转义命令组件字符串中的分隔符 . ）

    从属进程创建一个或多个管道，并分叉子进程 . 此子进程关闭原始Unix套接字，用相应的管道端口替换标准流（关闭另一端），并执行所需的命令 . 我个人更喜欢在Linux中使用额外的close-on-exec套接字来检测成功执行;在错误的情况下，errno代码被写入套接字，因此slave-parent也可以可靠地检测到故障和确切的原因 . 如果成功，奴隶父母关闭不必要的管道结束，回复原始过程关于成功，其他管道结束为SCM_RIGHTS辅助数据 . 发送消息后，它会关闭其余的管道端，并等待新消息 .

    在原始过程方面，上述过程是顺序的;只有一个线程可以执行一次开始执行外部进程 . （您只需使用互斥锁序列化访问权限 . ）几个可以同时运行;它只是对序列化的从助手的请求和响应 .

    如果这是一个问题 - 它不应该是典型的情况 - 你可以通过为每个消息添加一个ID号（由父进程分配，单调增加）来复用连接 . 在这种情况下，您可能会在父端使用专用线程来管理与从属的通信，因为您当然不能同时从同一个套接字读取多个线程，并期望确定性结果 .

    对该方案的进一步改进包括为执行的进程使用专用进程组，设置限制（通过设置从进程的限制），以及使用特权从属执行命令作为专用用户和组 .

    特权从属情况是让父进程为其执行单独的辅助进程最有用的地方 . 在Linux中，双方都可以通过Unix域套接字使用 SCM_CREDENTIALS 辅助消息来验证对等体的身份（PID，以及ID，可执行文件），从而使实现强大的安全性变得相当简单 . （但请注意，必须多次检查 /proc/PID/exe ，以捕获恶意程序发送消息的攻击，快速执行相应的程序但使用命令行参数导致它很快退出，使其偶尔看起来像正确的可执行文件发出了请求，而描述符的副本 - 以及整个通信通道 - 控制着一个不愉快的用户 . ）

    总之，原始问题可以解决，虽然提出的问题的答案是否定的 . 如果执行是安全敏感的，例如更改权限（用户帐户）或功能（在Linux中），那么设计必须谨慎考虑，但在正常情况下，实施是非常直截了当的 .

    如果有必要，我很乐意详细说明 .

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