C中多處理應用程序的體系結構：fork或fork + exec

Question

我的問題是關於哲學而不是技術問題。

目的是編寫一個具有一個“主”進程和N個“工人”進程的多進程（不是多線程）程序。 程序是僅Linux，基於事件的異步Web服務器，例如nginx。 因此，主要問題是如何生成“工人”流程。

在linux world中，有兩種方法：

1）。 fork()

2）。 fork() + exec*()系列

每種方式的簡短說明，以及每種方式的困惑之處。

用fork()第一種方法很臟，因為分叉的進程具有父內存的副本（...寫時寫，我知道）：信號處理程序，變量，文件\\套接字描述符，環境和其他（例如堆棧和堆）。 總之，在派生之后，我需要...嗯...“清除內存”，例如，禁用信號處理程序，套接字連接和其他從父級繼承的可怕內容，因為子級擁有大量他不想要的數據-破壞封裝，可能會產生許多副作用。

這種情況的一般方法是在派生進程中運行無限循環，以處理一些數據並使用套接字對，管道或共享內存做一些魔術，以在fork()之前和之后創建父子之間的通信通道，因為套接字描述符在子對象中重新打開並使用與父代相同的套接字。

同樣，這是nginx方式：它具有一個可執行二進制文件，該文件使用fork()生成子進程。

第二種方法與第一種類似，但是在運行外部二進制文件的fork()之后，子進程中的exec*()函數的用法有所不同。 一件重要的事情是exec*()在當前（分支）的進程內存中加載二進制文件，自動清除堆棧，堆並完成所有其他令人討厭的工作，因此fork看起來像是一個清晰的程序新實例，而沒有父內存或其他副本垃圾。

父與子之間的通信建立還有另一個問題：因為exec*()之后的派生進程刪除了從父繼承的所有數據，所以我需要以某種方式在父與子之間創建一個套接字對。 例如，在父級中創建其他偵聽套接字（域或其他端口），然后等待子級連接，並且子級應在初始化后連接到父級。

第一種方法很簡單，但是使我感到困惑，這不是一個清晰的過程，僅僅是父內存的副本，具有許多可能的副作用和垃圾，並且需要記住，分叉的過程與父代碼有很多依賴關系。 第二種方式需要更多時間來支持兩個二進制文件，而不是像單文件解決方案那樣優雅。 也許，最好的方法是使用fork()進行進程創建，並通過某種方式清除內存，而無需exec*()調用，但是我找不到第二步的任何解決方案。

總之，我需要幫助來決定使用哪種方式：創建一個像nginx這樣的文件可執行文件，並使用fork() ，或者創建兩個單獨的文件，一個文件帶有“服務器”，另一個文件帶有“ worker”，然后使用fork() + exec*(worker) N次來自“服務器”，並且想知道每種方法的優缺點，也許我錯過了一些東西。

Answer 1

作為Linux程序員，您擁有豐富的多線程處理功能庫。 看看pthread和朋友。

如果您需要每個請求一個流程，那么自遠古以來，fork和朋友一直是使用最廣泛的。

Answer 2

對於多進程解決方案，fork和fork + exec這兩個選項幾乎相等，並且取決於子進程和父進程的上下文。 如果子進程執行父母的文本（二進制）並且需要父母的全部或部分職員（描述符，信號等），則這是使用fork的標志。 如果孩子應該執行一個新的二進制文件並且不需要父母的任何幫助，那么fork + exec似乎更合適。

pthread庫中還有一個很好的功能-pthread_atfork（） 。 它允許注冊將在fork之前和之后調用的處理程序。 這些處理程序可以執行所有必要的工作（例如，關閉文件描述符）。