为什么在fork之后关闭文件描述符会影响子进程？

Question

我想通过按钮单击一个在linux中运行程序,因此我编写了一个函数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:

1. 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)并stderr(2)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？close()通过设置标志来替换FD_CLOEXEC不会改变任何东西.FD_CLOEXEC在fork之前设置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？

2. 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.

Answer 1

首先，在 2014 年，永远不要使用vfork而只是fork(2)。（因为vfork(2)自 POSIX 2001 起已过时，并在 POSIX 2008 中被删除）。

然后，关闭大部分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 afd无效，close(fd)则会失败，我们忽略该失败；并且您从3保持打开 0== stdin、 1== stdout、 2== stderr开始；所以原则上以上所有内容 close都会失败）。}

然而，行为良好且编写良好的程序在关闭时不需要这样的循环（因此这是克服以前的错误的粗略方法）。

当然，如果您知道除 stdin、stdout、stderr 之外的某些文件描述符是有效的并且子级需要它program_call（这不太可能），您将需要显式跳过它。

然后FD_CLOEXEC尽可能多地使用。

您的程序不太可能在您不知情的情况下拥有大量文件描述符。

也许您想要daemon(3)或（如vality所评论）posix_spawn。

如果您需要显式关闭STDIN_FILENO（即 0）、或STDOUT_FILENO（即 1）或STDERR_FILENO（即 2），您最好open("/dev/null",...以及dup2它们之后 - 调用之前exec，因为大多数程序都希望它们存在。