Question

由于父进程使用大量内存，fork可能会因内核过量使用策略的某些配置errno ENOMEM而失败。即使子进程可能只有exec低内存消耗程序，如ls。

为了澄清问题，当/ proc / sys / vm / overcommit_memory配置为2时，（虚拟）内存的分配限制为SWAP + MEMORY * ration(default to 50%)。当一个进程分叉时，由于COW没有复制虚拟内存。但是内核仍然需要分配虚拟内存空间。作为类比，fork类似于malloc（虚拟内存空间大小），它不会分配物理内存，写入共享内存将导致分配虚拟内存和物理内存的副本。当overcommit_memory配置为2时，由于虚拟内存空间分配，fork可能会失败。

在以下条件下，如果没有继承父进程的虚拟内存空间，是否可以fork进程？

如果子进程在exec之后调用fork
如果子进程没有调用exec并且不使用父进程中的任何全局或静态变量。例如，子进程只执行一些日志记录然后退出。

Answer 1

不，这是不可能的。您可能对vfork(2)感兴趣，我不建议这样做。还要查看mmap(2)及其MAP_NORESERVE标记。但是内核使用copy-on-write技术，因此实际上不会使RAM消耗加倍。

我的建议是有足够的交换空间以免担心此类问题。因此，将计算机设置为具有比最大运行进程更多的可用交换空间。您始终可以创建一些临时交换文件（例如，使用dd if=/dev/zero of=/var/tmp/swapfile bs=1M count=32768然后mkswap /var/tmp/swapfile），然后将其添加为临时交换区域（swapon /var/tmp/swapfile）并将其删除（{ {1}}和swapoff /var/tmp/swapfile）当你不再需要它时。

^{您可能不希望交换rm /var/tmp/swapfile这样的/tmp/文件系统，因为 tmpfs 文件系统由交换空间备份！}

我不喜欢tmpfs并禁用它（通过memory overcommitment）。 YMMV。

Answer 2

我不知道有任何方法可以做（2），但是对于（1）你可以尝试使用vfork，这将分叉一个新进程而不复制父进程的页表。但由于多种原因，这通常不推荐，包括因为它会导致父级阻止直到孩子执行execve或终止。

Answer 3

Asile Starynkevitch answered，这是不可能的。

然而，有一个非常简单和常用的解决方案，它不依赖于Linux特定的行为或内存过量控制：使用早期分叉的从属进程执行fork和exec。

让大型父进程创建一个unix域套接字并尽早分叉一个slave进程，关闭slave中的所有其他描述符（重新打开STDIN_FILENO，STDOUT_FILENO和STDERR_FILENO到/dev/null）。我更喜欢数据报套接字的简单性和保证，尽管流套接字也可以工作。

在极少数情况下，让从属进程执行单独的专用小帮助程序是很有用的。在大多数情况下，这不是必需的，并且使安全设计更容易。（在Linux中，您可以在使用Unix域套接字传递数据时包含SCM_CREDENTIALS辅助消息，并使用其中的进程ID来验证对等方使用/proc/PID/exe伪文件的身份/可执行文件。）

在任何情况下，从属进程都将阻止从套接字读取。当另一端关闭套接字时，读/接收将返回0，从属进程将退出。

从属进程接收的每个数据报描述了要执行的命令。（使用数据报允许使用C字符串，用NUL字符分隔，没有任何转义等;使用Unix流套接字通常需要您以某种方式分隔“命令”，这反过来意味着转义命令组件字符串中的分隔符。）

从属进程创建一个或多个管道，并分叉子进程。此子进程关闭原始Unix套接字，用相应的管道端口替换标准流（关闭另一端），并执行所需的命令。我个人更喜欢在Linux中使用额外的close-on-exec套接字来检测成功执行;在错误的情况下，errno代码被写入套接字，因此slave-parent也可以可靠地检测到故障和确切的原因。如果成功，则slave-parent关闭不必要的管道末端，回复原始进程关于成功，其他管道结束为SCM_RIGHTS辅助数据。发送消息后，它会关闭其余的管道端，并等待新消息。

在原始过程方面，上述过程是顺序的;只有一个线程可以执行一次开始执行外部进程。（您只需使用互斥锁序列化访问权限。）几个可以同时运行;它只是对序列化的从助手的请求和响应。

如果这是一个问题 - 它不应该是典型情况 - 您可以通过为每条消息添加一个ID号（由父进程分配，单调增加）来复用连接。在这种情况下，您可能会在父端使用专用线程来管理与从属的通信，因为您当然不能同时从同一个套接字读取多个线程，并期望确定性结果。

对方案的进一步改进包括为执行的进程使用专用进程组，设置限制（通过设置从进程的限制），以及使用特权从属执行命令作为专用用户和组。

特权从属案例是让父级为其执行单独的辅助进程最有用的地方。在Linux中，双方都可以通过Unix域套接字使用SCM_CREDENTIALS辅助消息来验证对等体的身份（PID，以及ID，可执行文件），从而使实现强大的安全性变得相当简单。（但请注意，/proc/PID/exe必须多次检查，以捕获恶意程序发送消息的攻击，快速执行相应的程序但使用命令行参数导致它很快退出，偶尔看起来像是正确的可执行文件发出了请求，而描述符的副本 - 以及整个通信通道 - 控制着一个不愉快的用户。）

总之，原始问题可以解决，虽然提出的问题的答案是否定的。如果执行是安全敏感的，例如更改权限（用户帐户）或功能（在Linux中），那么设计具有需要仔细考虑，但在正常情况下，实施非常简单。

如果有必要，我很乐意详细说明。

Answer 4

这在Linux上是可能的。使用不带标志clone和带标志CLONE_THREAD的{{1}}系统调用。父进程和子进程将使用相同的映射，就像线程一样。没有COW或页面表复制。

Answer 5

madvise(addr, size, MADV_DONTFORK)

或者，您可以在fork（）之后调用munmap（）来删除从父进程继承的虚拟地址。

是否可以在没有继承父进程的虚拟内存空间的情况下派生进程？

5 个答案: