Linux 新增系统调用的启示
最近在研究 Linux 内核的时间子系统，为下一篇长文《服务器程序中的日期与时间》做准备，无意中注意到了 Linux 新增的几个系统调用的对编写服务器代码的影响，先大致记录在这里。这篇博客也可算作前一篇《多线程服务器的常用编程模型》的一个注脚。 1. 服务器程序的风格可能在变 新的创建文件描述符的 syscall 一般都支持额外的 flags 参数，可以直接指定 O_NONBLOCK 和 FD_CLOEXEC，例如： accept4 – 2.6.28 eventfd2 – 2.6.27 inotify_init1 – 2.6.27 pipe2 – 2.6.27 signalfd4 – 2.6.27 timerfd_create 2.6.25 以上 6 个 syscalls，除了最后一个是新功能，其余的都是增强原有的调用，把数字尾号去掉就是原来的 syscall。 O_NONBLOCK 的功能是开启“非阻塞IO”，而文件描述符默认是阻塞的。 这些创建文件描述符的系统调用能直接设定 O_NONBLOCK 选项，或许能反映当前 Linux （服务端）开发的风向，那就是我在前一篇博客《多线程服务器的常用编程模型》里推荐的 one loop per thread + (non-blocking IO with IO multiplexing)。从这些内核改动来看，non-blocking IO 已经主流到让内核增加 syscall 以节省一次 fcntl(2) 调用的程度了。 另外，以下新系统调用可以在创建文件描述符时开启 FD_CLOEXEC 选项： dup3 – 2.6.27 epoll_create1 – 2.6.27 FD_CLOEXEC 的功能是让程序 fork() 时，子进程会自动关闭这个文件描述符（见下面的更正）。而文件描述默认是被子进程继承的（这是传统 Unix 的一种典型 IPC，比如用 pipe(2) 在父子进程间单向通信）。 以上 8 个新 syscalls 都允许直接指定 FD_CLOEXEC，或许说明 fork() 的主要目的已经不再是创建 worker process 并通过共享的文件描述符和父进程保持通信，而是像 Windows 的 CreateProcess 那样创建“干净”的进程，其与父进程没有多少瓜葛。 以上两个 flags 在我看来，说明 Linux 服务器开发的主流模型正在由 fork() + worker processes 模型转变为我前文推荐的多线程模型。fork() 的使用频度会大大降低，将来或许只有专门负责启动别的进程的“看门狗程序”才会调用 fork()，而一般的服务器程序（此处“服务器程序”的定义见我前一篇文章）不会再 fork() 出子进程了。原因之一是，fork() 一般不能在多线程程序中调用，因为 Linux 的 fork() 只克隆当前线程的 thread of control，不克隆其他线程。也就是说不能
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郑彦兴
(mlinux@163.com
)国防科大计算机学院
2002 年 12 月 11 日
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