Linux，分叉的进程立即挂起

Question

我遇到了只偶尔出现的 fork 问题。它基本上一直有效，但在测试系统上每隔一段时间就会失败。

我的研究没有发现其他人提到类似的问题。

问题出现在嵌入式 Linux 系统上。没有可用的交换分区。

正在运行的进程在所有线程中阻塞了所有信号，并在专用线程中通过 sigtimedwait 处理它们。

如果我通过 fork 启动子进程：

• 父进程继续返回值 > 0。因此，fork 工作。返回 no -1 - 所以没有错误，没有内存不足！然后父进程等待子进程并且永远不会从等待中返回。
• 子进程从不做任何事情可观察。子进程应该做的第一件事就是写一条日志消息。此日志消息永远不会出现。然后它应该产生两个孩子 处理一个超时进程和一个工作进程。这些进程永远不会出现。
• 如果我在命令行上通过 ps 检查，我可以看到现有的子进程。它处于状态 S（可中断睡眠（等待事件完成））。它永远不会获得任何 CPU 时间，它不会显示任何 CPU 使用率。
• 如果我kill -9子进程，父进程完成等待并愉快地继续。

显示问题的伪代码：

const pid_t childPid = fork();
if(0 == childPid) {
    // child process
    LOG_MSG("Child process started."); // <- This never shows up in the syslog.

    // do some stuff

} else if(-1 == childPid) {
    // error
    LOG_MSG("Parent process: Error starting child process!");
    result = false;
} else {
    // parent process
    LOG_MSG("Parent process: Child process started. PID: %.", childPid); // <- This shows up in the syslog.

    // do some stuff
    int status = 0;
    const int options = 0;
    const auto waitResult = waitpid(childPid, &status, options);
    // more stuff
}

问题：

1. 什么可能导致这个挂起的子进程？
2. 如果新进程在导致 syslog 的 LOG_MSG 调用中内存不足，会发生什么情况？这会引发一个信号（因为它被阻止而无法传递）？

Answer 1

我从Adrien Descamps' link（另见上面的cmets）和C++-ified中提取样本并对其进行了一些修改：

#include <thread>
#include <iostream>
#include <atomic>

#include <unistd.h>
#include <syslog.h>
#include <sys/wait.h>


std::atomic<bool> go(true);


void syslogBlaster() {
   int j = 0;
   while(go) {
      for(int i = 0; i < 100; ++i) {
         syslog(LOG_INFO, "syslogBlaster: %d@%d", i, j);
      }
      ++j;

      std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(30));
   }
}

int main() {
   std::thread blaster(syslogBlaster);

   for(int i = 0; i < 1000; ++i) {
      const auto forkResult = fork();
      if(0 == forkResult) {
          syslog(LOG_INFO, "Child process: '%d'.", static_cast<int>(getpid()));
          exit(0);
      } else if(forkResult < 0) {
         std::cout << "fork() failed!" << std::endl;
      } else {
         syslog(LOG_INFO, "Parent process.");
         std::cout << "Waiting #" << i << "!" << std::endl;
         int status = 0;
         const int options = 0;
         const auto waitResult = waitpid(forkResult, &status, options);
         if(-1 == waitResult) {
             std::cout << "waitpid() failed!";
         } else {
             std::cout << "Bye zombie #" << i << "!" << std::endl;
         }
      }

      std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(28));
   }

   go = false;
   blaster.join();

   std::cout << "Wow, we survived!" << std::endl;
}

运行此示例，进程在第一次和第五次尝试之间卡住（在我的设备上）。

说明

系统日志是问题！

一般来说：非异步信号安全函数是问题所在！

如 Damian Pietras 所述（见链接页面）

在子进程中调用任何非异步安全的函数（man 7 信号） 多线程程序中 fork() 调用后的进程未定义 行为

从技术上讲，问题（未定义的行为）是由不一致的关键部分中的数据引起的（因为 不是 一个线程在分叉期间正好位于它的中间）或 - 像在这种情况下 - 来自锁定在父级中的互斥体，然后永远保持这种方式在子级中。

此答案归功于 Adrien Descamps 找到根本原因 (syslog)，还归功于 PSkocik 和 Jan Spurny 检测源 (LOG_MSG)。