这是在 fork 上关闭套接字描述符的正确方法吗？

Question

考虑这段代码：

socket_fd = start_server(port);

while (1){

    new_socket_fd = accept_client(socket_fd);

    int pid = fork();

    if (pid == 0){

        //I am the child server process

        close(socket_fd);      <------(1)

        do_stuff_with_client(new_socket_fd, buffer);

        close(new_socket_fd);       <------(2)

        exit(0);

    } else if (pid > 0){

        //I am the parent server process

        close(new_socket_fd);      <------(3)

    } else {

        fprintf(stderr, "Fork error\n");
        return 1;
    }
}

据我了解，当一个进程调用 fork() 时，它的地址空间是重复的，但不是共享的，所以如果我从子进程更改变量或关闭文件描述符，它不会影响父进程。

也就是说，在服务器接受新连接（从而创建new_socket_fd）后，它会分叉自己，并且子进程关闭socket_fd (1)，因为它不是必需的，因为父进程仍在其socket_fd 上监听.

子进程处理请求，然后关闭其new_socket_fd (2) 并退出。

当子进程执行所有这些操作时，父进程已经关闭new_socket_fd (3)，因为连接正在由子进程处理。

问题是：这些假设是否正确？

Answer 1

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TL;博士

是的。问题中的描述看起来正确，推理合理。

在某些时候，您的父进程应该等待已经死亡的子进程以防止僵尸的积累（但它不应该阻塞，直到子进程死亡）。在带有WNOHANG 参数的循环中使用waitpid() 可能是合适的，在循环的父项关闭new_socket_fd 的部分中。这可能会留下一个或多个僵尸，直到发出下一个传入请求。如果这是个问题，您可以忽略 SIGCHLD（因此永远不会创建僵尸），或者您可以安排定期唤醒，在此期间父进程检查僵尸。

讨论

babonasked

快速提问 - 那么父进程何时/何地关闭 socket_fd？

父级在退出循环或被告知停止侦听套接字时关闭socket_fd。在显示的代码中没有真正的规定，因此当父进程被杀死（或发生分叉失败）时它将关闭。重点是监听套接字可用于许多连接——在完成监听之前，您不想在父级中关闭它。

Matteonoted

在这种情况下，因为它是一个无限循环，所以永远不会。服务器将始终监听listen(socket_fd, N) 中定义的最多 N 个连接。

请注意，listen() 调用中的 N 参数是可以排队等待侦听进程的未完成连接数。即，尚未通过accept() 调用返回值的连接请求数。在accept() 接受连接后，可以同时处于活动状态的连接数不受限制。

Ajay Brahmakshatriyaasked

在孩子关闭socket_fd之前，绑定端口是否映射到两个PID？如果有传入的数据包，会放入谁的队列？

传入的数据包与套接字的“打开文件描述”（或等效的 - 与“文件描述符”或“套接字描述符”不同）相关联。它可供父母或孩子使用，以先阅读者为准。同样，传入的连接请求在socket_fd 上排队；他们可以被父母或孩子接受。但是，家人已经同意谁做什么，这样他们就不会妨碍彼此。

马特奥commented

我假设是父母的。

阿杰responded

如果是这种情况，new_socket_fd 的数据包也应该发生同样的情况，因为两者都打开了它。这意味着在父级关闭它之前，子级将无法读取数据包。这可能会导致竞争条件。

这是基于误解。该数据包可通过文件描述符提供给两个进程。当一个进程关闭文件描述符时，它不能再访问发送到连接的信息（当然也不能在该连接上发送数据）。在那之前，除非参与者进程就哪个读取数据和哪个侦听连接达成一致，否则谁知道什么是彩票。

马特奥responded

但是文件描述符不应该在父子之间产生干扰；这就是为什么在子端关闭 socket_fd 并不会阻止父级收听。

狒狒commented

同意。但我认为你应该在 while 循环之后关闭 socket_fd。万一明天您更改循环以因某种情况中断，您将冒着无缘无故保持打开套接字的风险。

这是一个很好的做法，但循环不会退出（这是一个while (1) 循环，故障模式会在循环外执行return - 它可以在这样做之前关闭套接字return） .如果程序退出，那么系统会关闭套接字，所以这并不重要，因为关闭你打开的东西是一件好事。

阿杰notes

父子文件描述符不同。所以关闭一个不应该影响另一个。但是两个副本都有相同的 (src-ip, src-port, dest-ip, dest-port) 4 元组，那么带有这样一个标头的数据包会去哪里呢？

描述符不同，但它们引用的套接字连接是相同的。该数据包可供任何读取它的进程使用——父进程或子进程。

马特奥responded

在我的示例中，accept_client 为客户端创建了 sockaddr 结构，因此 4 元组转到孩子的 new_socket_fd。

这不太准确。首先，accept_client() 在有孩子之前被调用； new_socket_fd 在该功能完成时（仅）在父级中。其次，在fork()之后，两个进程都可以访问new_socket_fd，并且可以读取客户端进程发送的数据。但是，该程序的设计目的是让服务器在子进程处理 new_socket_fd 上的传入连接时返回侦听更多连接请求——这是一种明智的分工。

请注意，允许父进程处理请求，而子进程继续侦听。然而，这有悖于惯例。这意味着监听的“守护进程”进程会在每个连接请求上更改 PID，从而难以确定当前正在监听套接字的进程。代码中使用的常规方法是守护进程在很长一段时间内保持不变，因此可以明智地记录 PID 以供以后的进程控制（当不再需要守护进程时将其杀死）。