释放 C++ 资源和 fork-exec？

Question

我正在尝试使用 fork-exec 从我的 C++ 项目中生成一个新进程。我正在使用 fork-exec 来创建通往子进程的双向管道。但我担心我在分叉进程中的资源不会被正确释放，因为 exec 调用将完全接管我的进程并且不会调用任何析构函数。

我尝试通过抛出异常并在 main 末尾的 catch 块中调用 execl 来规避此问题，但此解决方案不会破坏任何单例。

有什么明智的方法可以安全地实现这一目标吗？ （希望避免任何 atExit 黑客攻击）

例如：以下代码输出：

We are the child, gogo!
Parent proc, do nothing
Destroying object

即使分叉的进程也有一个单例副本，在我调用 execl 之前需要将其销毁。

#include <iostream>
#include <unistd.h>

using namespace std;

class Resources
{
public:
    ~Resources() { cout<<"Destroying object\n"; }
};

Resources& getRes()
{
    static Resources r1;
    return r1;
}

void makeChild(const string &command)
{
    int pid = fork();
    switch(pid)
    {
    case -1:
        cout<<"Big error! Wtf!\n";
        return;
    case 0:
        cout<<"Parent proc, do nothing\n";
        return;
    }
    cout<<"We are the child, gogo!\n";
    throw command;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    try
    {
        Resources& ref = getRes();
        makeChild("child");
    }
    catch(const string &command)
    {
        execl(command.c_str(), "");
    }
    return 0;
}

Answer 1

很有可能您不需要在fork 和exec 之间调用任何析构函数。是的，fork 会复制您的整个进程状态，包括具有析构函数的对象，而exec 会删除所有这些状态。但这真的重要吗？来自程序外部的观察者——在同一台计算机上运行的另一个不相关的进程——可以告诉析构函数没有在子进程中运行吗？如果无法判断，则无需运行它们。

即使外部观察者可以判断，在子进程中运行析构函数也可能是严重错误。常见的例子是：假设你在调用fork 之前给stdout 写了一些东西，但是它被缓冲在库中，因此实际上还没有被传递到操作系统。在这种情况下，您不得在子级的stdout 上调用fclose 或fflush，否则输出将发生两次！ （这也是为什么如果exec 失败，您几乎肯定应该调用_exit 而不是exit。）

说了这么多，有两种常见的情况，您可能需要对孩子进行一些清理工作。一种是在exec 之后不应打开的文件描述符（不要将它们与 stdio 文件或 iostream 对象混淆）。处理这些问题的正确方法是在它们打开后尽快在它们上设置FD_CLOEXEC 标志（某些操作系统允许您在open 本身中执行此操作，但这并不通用) 和/或从 3 循环到某个大数调用 close (not fclose) 在孩子中。 （FreeBSD 有 closefrom，但据我所知，没有其他人有，这很遗憾，因为它真的很方便。）

另一种情况是系统全局线程锁，这是一个棘手且标准化程度不高的区域 - 可能最终由父子双方持有，然后通过exec 继承进入一个不知道它持有锁的进程。这就是pthread_atfork 的用途，但我读过它在实践中并不可靠。我能提供的唯一建议是“当您致电fork 时不要持有任何锁”，说声抱歉。