fork（）泄漏了吗？花更长时间来分叉一个简单的过程

Question

我有一个系统，其中运行两个相同的进程（让我们称它们为副本）。发出信号后，副本将使用fork()调用复制自身。第三个进程选择一个进程随机杀死，然后发信号通知另一个进程以创建替换进程。在功能上，该系统运作良好;除性能问题外，它可以整天杀死/重生副本。

fork()来电越来越长。以下是仍然显示问题的最简单设置。时间be显示在下图中：

副本的代码如下：

void restartHandler(int signo) {
// fork
  timestamp_t last = generate_timestamp();
  pid_t currentPID = fork();


  if (currentPID >= 0) { // Successful fork
    if (currentPID == 0) { // Child process
      timestamp_t current = generate_timestamp();
      printf("%lld\n", current - last);

      // unblock the signal
      sigset_t signal_set;
      sigemptyset(&signal_set);
      sigaddset(&signal_set, SIGUSR1);
      sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &signal_set, NULL);

      return;
    } else {   // Parent just returns
      waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
      return;
    }
  } else {
    printf("Fork error!\n");
    return;
  }
}

int main(int argc, const char **argv) {
  if (signal(SIGUSR1, restartHandler) == SIG_ERR) {
    perror("Failed to register the restart handler");
    return -1;
  }

  while(1) {
    sleep(1);
  }

  return 0;
}

系统运行的时间越长，就越糟糕。

很抱歉没有具体问题，但有没有人知道发生了什么？在我看来，内核中存在资源泄漏（因此是linux内核标记），但我不知道从哪里开始查找。

我尝试过：

• 尝试kmemleak，但没有抓到任何东西。这意味着如果有一些记忆＆＃34;泄漏＆＃34;它仍然可以到达。
• /proc/<pid>/maps没有增长。
• 目前使用RT补丁运行3.14内核（请注意，非rt和rt进程会发生这种情况），并且还尝试过3.2。
• 僵尸进程不是问题。我尝试过使用prctl
将另一个进程设置为subreaper的版本
• 我首先注意到系统中的这种减速，其中定时测量在重新启动的过程之外被降低;同样的行为。

任何提示？我可以提供哪些帮助？谢谢！

Answer 1

减速是由匿名vmas的积累引起的，并且是一个已知问题。当有大量fork()次呼叫并且父级在子级之前退出时，问题就很明显了。以下代码重新创建问题（source Daniel Forrest）：

#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
  pid_t pid;
  while (1) {
    pid = fork();
    if (pid == -1) {
      /* error */
      return 1;
    }
    if (pid) {
      /* parent */
      sleep(2);
      break;
    }
    else {
      /* child */
      sleep(1);
    }
  }
  return 0;
}

可以通过查看anon_vma中的/proc/slabinfo确认行为。

有一个补丁（source）将复制的anon_vma_chain的长度限制为五。我可以确认补丁修复了这个问题。

至于我最终如何发现问题，我终于开始在printk代码中调用fork次调用，检查dmesg中显示的时间。最终我发现这是对anon_vma_fork的召唤，这种召唤越来越长。然后这是谷歌搜索的快速问题。

花了相当长的时间，所以我仍然感谢任何有关更好地追踪问题的建议。对于那些已经花时间试图帮助我的人，谢谢你。

Answer 2

也许您可以尝试使用通用的wait（）调用，而不是waitpid（）？这只是一个猜测，但我听说本科教授更好。此外，您是否尝试过使用address sanitizer

此外，您也可以使用GDB调试子进程（如果您还没有尝试过）。您可以使用follow-fork-mode：

set follow-fork-mode child

但这只能调试父级。您可以通过获取子进程的pid来调试它们，然后在分叉后调用sleep（）：

attach <child process pid>

然后致电：

detach

这很有用，因为您可以将内存泄漏转储到valgrind中。只需用

调用valgrind

valgrind --vgdb-error=0...<executable>

然后设置一些相关的断点，并继续执行您的程序，直到您点击断点然后搜索泄漏：

monitor leak_check full reachable any

然后：

monitor block_list <loss_record_nr>

Answer 3

只是一个想法：也许它与MMU或缓存有关？据我所知，在fork（）时，内核使用对相同物理RAM页面的引用填充适当的表条目。你写道，你正在进行虚拟写操作，但你是否正在执行可执行的segmens（如果是，如何，因为这些应该是写保护的）？从图中看，似乎性能在某些点上增加（512？512 * 3？512 * 4？）。它让我怀疑系统（内核？，硬件？）是否意识到这个问题并使用了一些解决方法（在MMU中对同一物理页面重复一些？一些数据结构被拆分了？）。