阻断spawn()分叉的具体处理当在spawn()当使用管代替pipe2

Question

的下面的代码有时块上read(fds[0]...)叉后读取上管。阻断<code>spawn()</code>分叉的具体处理当在<code>spawn()</code>当使用管代替pipe2

#include <fcntl.h> 
#include <unistd.h> 

#include <atomic> 
#include <mutex> 
#include <thread> 
#include <vector> 

void spawn() 
{ 
    static std::mutex m; 
    static std::atomic<int> displayNumber{30000}; 

    std::string display{":" + std::to_string(displayNumber++)}; 
    const char* const args[] = {"NullXServer", display.c_str(), nullptr}; 

    int fds[2]; 

    m.lock(); 
    pipe(fds); 
    int oldFlags = fcntl(fds[0], F_GETFD); 
    fcntl(fds[0], F_SETFD, oldFlags | FD_CLOEXEC); 
    oldFlags = fcntl(fds[1], F_GETFD); 
    fcntl(fds[1], F_SETFD, oldFlags | FD_CLOEXEC); 
    m.unlock(); 

    if (vfork() == 0) { 
    execvp("NullXServer", const_cast<char**>(args)); 
    _exit(0); 
    } 

    close(fds[1]); 
    int i; 
    read(fds[0], &i, sizeof(int)); 
    close(fds[0]); 
} 

int main() 
{ 
    std::vector<std::thread> threads; 
    for (int i = 0; i < 100; ++i) { 
    threads.emplace_back(spawn); 
    } 

    for (auto& t : threads) { 
    t.join(); 
    } 

    return 0; 
} 

注意;在这里创建管道是没用的。这只是为了证明僵局。 read(fds[0], ...) in spawn()不应该阻塞。一旦调用read，管道的所有写入端都会关闭，这将导致read立即返回。父进程中管道的写端被显式关闭，并且由于文件描述符上设置了FD_CLOEXEC标志，子进程中的写端被隐式关闭，只要execvp成功，该端口就会关闭文件描述符（在这种情况下它总是这​​样做）。

这里的问题是我偶尔会看到read()阻塞一次。通过

m.lock(); 
pipe(fds); 
int oldFlags = fcntl(fds[0], F_GETFD); 
fcntl(fds[0], F_SETFD, oldFlags | FD_CLOEXEC); 
oldFlags = fcntl(fds[1], F_GETFD); 
fcntl(fds[1], F_SETFD, oldFlags | FD_CLOEXEC); 
m.unlock(); 

：

更换所有的

pipe2(fds, O_CLOEXEC); 

修复阻塞读，即使代码两件应至少导致FD_CLOEXEC被设置原子为管道文件描述符。

不幸的是，我没有在我们部署的所有平台上都可以使用pipe2。

任何人都可以透露一下为什么read会在上面的代码中使用pipe方法阻塞？

一些更多的观测：

• 扩展互斥锁，以覆盖vfork()块解决读阻挡。
• 没有一个系统调用失败。
• 使用fork()而不是vfork()表现出相同的行为。
• 产生的过程很重要。在这种情况下，在特定的显示器上会生成一个'空'X服务器进程。例如，在这里分叉'ls'不会阻止，或发生阻塞的可能性显着降低，我不确定。
• 可以在Linux 2.6.18上重现到4.12.8，所以这不是我假设的某种Linux内核问题。
• 使用GCC 4.8.2和GCC 7.2.0可重现。

Answer 1

这样做的原因是，后你在这里创建

// Thread A 
int fds[2]; 

m.lock(); 
pipe(fds); 

管另一个线程可能只是vfork()和exec

// Thread B 
if (vfork() == 0) { 
    execvp("NullXServer", const_cast<char**>(args)); 
    _exit(0); 
} 

权之前设置的文件描述符标志：

// Thread A again... 
int oldFlags = fcntl(fds[0], F_GETFD); 
fcntl(fds[0], F_SETFD, oldFlags | FD_CLOEXEC); 
oldFlags = fcntl(fds[1], F_GETFD); 
fcntl(fds[1], F_SETFD, oldFlags | FD_CLOEXEC); 
m.unlock(); 

所以B的结果子进程将继承由线程A创建的文件描述符。

它应该有助于扩展互斥锁以包含vfork()/execvp()以迁移此效果。

m.lock(); 
pipe(fds); 
int oldFlags = fcntl(fds[0], F_GETFD); 
fcntl(fds[0], F_SETFD, oldFlags | FD_CLOEXEC); 
oldFlags = fcntl(fds[1], F_GETFD); 
fcntl(fds[1], F_SETFD, oldFlags | FD_CLOEXEC); 

if (vfork() == 0) { 
    execvp("NullXServer", const_cast<char**>(args)); 
    _exit(0); 
} 
m.unlock();