Tại sao fork () phải được thiết kế để trả về một bộ mô tả tệp?

Trên mình trang web về các mẹo tự ống , Dan Bernstein giải thích một điều kiện chủng tộc với select()và tín hiệu, cung cấp một cách giải quyết và kết luận rằng

Tất nhiên, Điều đúng sẽ là fork()trả về một bộ mô tả tệp chứ không phải ID quy trình.

Ý anh ta là gì - đây có phải là điều gì đó về khả năng select()xử lý các thay đổi trạng thái của họ thay vì phải sử dụng trình xử lý tín hiệu để được thông báo về những thay đổi trạng thái đó không?

Vấn đề được mô tả ở đó trong nguồn của bạn, select()nên bị gián đoạn bởi các tín hiệu như SIGCHLD, nhưng trong một số trường hợp, nó không hoạt động tốt. Vì vậy, cách giải quyết là có tín hiệu ghi vào đường ống, sau đó được theo dõi select(). Xem mô tả tập tin là những gì select()dành cho, để giải quyết vấn đề.

Cách giải quyết về cơ bản biến sự kiện tín hiệu thành sự kiện mô tả tệp. Nếu fork()chỉ trả về một fd ở vị trí đầu tiên, cách giải quyết sẽ không được yêu cầu, vì fd đó có thể được sử dụng trực tiếp với select().

Vì vậy, có, mô tả của bạn trong đoạn cuối có vẻ đúng với tôi.

Một lý do khác mà một fd (hoặc một loại xử lý kernel nào đó) sẽ tốt hơn số id của quy trình đơn giản, đó là các PID có thể được sử dụng lại sau khi quá trình chết. Đó có thể là một vấn đề trong một số trường hợp khi gửi tín hiệu đến các quy trình, có thể không thể biết chắc chắn rằng quy trình đó là quy trình mà bạn nghĩ là nó chứ không phải là một quy trình khác sử dụng lại cùng một PID. (Mặc dù tôi nghĩ rằng đây không phải là vấn đề khi gửi tín hiệu đến tiến trình con, vì cha mẹ phải chạy wait()trên con để bộ giải mã của nó được phát hành.)

Nó chỉ là một sự suy ngẫm về dòng chữ "sẽ thật tuyệt nếu Unix được thiết kế khác với nó".

Vấn đề với các PID là chúng sống trong một không gian tên toàn cầu nơi chúng có thể được sử dụng lại cho một quy trình khác, và sẽ rất tuyệt nếu được fork()trả lại cho cha mẹ một loại xử lý nào đó được đảm bảo luôn luôn đề cập đến quy trình con và rằng nó có thể chuyển qua các quy trình khác thông qua kế thừa hoặc ổ cắm unix / SCM_RIGHTS[1].

Xem thêm các cuộc thảo luận ở đây để biết một nỗ lực gần đây để "khắc phục" điều đó trong Linux, bao gồm cả việc thêm một cờ clone()sẽ khiến nó trả về pid-fd thay vì PID.

Nhưng ngay cả khi đó, điều đó sẽ không loại bỏ sự cần thiết của bản hack tự ống [2] hoặc các giao diện tốt hơn, vì các tín hiệu thông báo cho quá trình cha mẹ về trạng thái của một đứa trẻ không phải là thứ duy nhất bạn muốn xử lý trong vòng lặp chính của chương trình. Thật không may, những thứ như epoll(7) + signalfd(2)trên Linux hoặc kqueue(2)trên BSD không phải là tiêu chuẩn - giao diện tiêu chuẩn duy nhất (nhưng không được hỗ trợ trên các hệ thống cũ) là kém hơn nhiều pselect(2).

[1] Ngăn chặn PID không được tái chế theo thời gian tòa nhà waitpid()đã trở lại và giá trị hoàn trả của nó được sử dụng có thể đạt được trên các hệ thống mới hơn bằng cách sử dụng waitid(.., WNOWAIT)thay thế.

[2] Tôi sẽ không bình luận về DJ Bernstein tuyên bố rằng anh ấy đã phát minh ra nó (xin lỗi vì sự thờ ơ ;-)).

Bernstein không đưa ra nhiều bối cảnh cho nhận xét "Điều đúng" này, nhưng tôi sẽ mạo hiểm đoán: có ngã ba (2) trả về một PID không phù hợp với mô tả tệp trả lại mở (2), creat (2), v.v. Phần còn lại của hệ thống Unix có thể đã thực hiện thao tác xử lý với bộ mô tả tệp đại diện cho một quy trình, thay vì PID. Một dấu hiệu cuộc gọi hệ thống (2) tồn tại, cho phép tương tác tốt hơn giữa các tín hiệu và mô tả tệp và cho thấy rằng một mô tả tệp - đại diện cho một quy trình có thể giải quyết.