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面试题:C语言中Linux进程创建错误处理的常见场景

在Linux环境下使用C语言创建进程时,可能会遇到哪些常见错误场景?请至少列举3种,并简述如何处理这些错误。
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编程语言C

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面试题答案

一键面试
  1. fork()函数失败
    • 错误场景:系统资源不足(如进程数达到上限)时,fork()函数会失败,返回 -1。
    • 处理方法:检查errno的值来确定具体错误原因。如果是资源不足,可以考虑释放一些系统资源(如关闭一些不必要的进程),或者调整系统参数(如ulimit相关参数)来允许更多进程创建。在代码中,通过检查fork()的返回值进行处理,例如:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return 0;
}
  1. 内存分配错误
    • 错误场景:在新创建的进程中进行内存分配(如使用malloc等函数),如果系统内存不足,内存分配函数会返回NULL
    • 处理方法:在进行内存分配后,立即检查返回值。如果返回NULL,可以选择释放已分配的其他内存,或者提示用户系统内存不足,终止进程。例如:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        int *ptr = (int *)malloc(1000000 * sizeof(int));
        if (ptr == NULL) {
            perror("malloc error");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        free(ptr);
    }
    return 0;
}
  1. 文件描述符相关错误
    • 错误场景
      • 子进程继承无效文件描述符:父进程中的某些文件描述符可能在子进程中是无效的(例如已关闭或非法的文件描述符),使用这些无效描述符进行I/O操作会导致错误。
      • 文件描述符耗尽:如果进程频繁打开文件但不关闭,可能导致文件描述符耗尽,此时再调用open等函数会失败返回 -1。
    • 处理方法
      • 对于继承无效文件描述符问题,父进程在fork之前关闭不必要的文件描述符,确保子进程不会继承无效描述符。
      • 对于文件描述符耗尽问题,在打开文件后及时关闭不再使用的文件描述符。可以通过检查open等函数的返回值来判断是否成功打开文件,如果失败且errnoEMFILE(表示文件描述符耗尽),可以关闭一些已打开的文件来释放描述符。例如:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main() {
    int fd = open("test.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        // 子进程中关闭文件描述符
        close(fd);
        int new_fd = open("new_file.txt", O_CREAT | O_WRONLY, 0666);
        if (new_fd == -1) {
            perror("open new file error");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        close(new_fd);
    } else if (pid > 0) {
        close(fd);
    } else {
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return 0;
}
  1. 权限问题
    • 错误场景:子进程试图访问某些受权限限制的资源(如特定目录、文件等),但子进程没有足够的权限。例如子进程尝试以写模式打开一个只读文件。
    • 处理方法:确保子进程在创建后运行的操作具有相应的权限。可以在父进程中通过setuidsetgid等函数调整进程的用户ID和组ID,获取合适的权限。同时,在进行文件操作等需要权限的操作时,检查返回值和errno。如果权限不足,errno通常会设置为EACCES,此时可以提示用户权限不足,或者调整文件或目录的权限(在有权限的情况下)。例如:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        int fd = open("readonly_file.txt", O_WRONLY);
        if (fd == -1) {
            if (errno == EACCES) {
                printf("Permission denied to open file in write mode\n");
            }
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        close(fd);
    }
    return 0;
}