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当 PID 耗尽时会发生什么？

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当 PID 耗尽时会发生什么？

这是一个纯粹的学术问题，因为这永远不会发生。

如果 PID 存储为 pid_t 类型，而不是某种任意精度类型，则一次可以存在的 PID 数量是有限的。 PID 溢出时是否有定义的行为？

第 65536 个进程会杀死 /sbin/init 并造成内核恐慌吗？或者有什么安全措施吗？

答案1

POSIX 并没有规定每个新进程的 PID 都是通过增加先前的 PID 来获得的。它只要求它是唯一的。

在每个 PID 都递增的系统上fork()，我观察到这些值在达到某个上限（根据我的经验约为 2 15）后会回绕。回绕后，新的 PID 不会严格递增，因为某些 PID 值仍将使用先前周期中的值。

在你有 2 N之前应该不会有问题 同时运行流程。我怀疑系统早在这件事发生之前就已经遇到了一些容量限制。在这种情况下，fork()系统调用将失败并可能设置errno为EAGAIN或ENOMEM（man fork了解详细信息）。

实现的代码fork可能会也可能不会检查是否有任何 PID 可用。它可能不会打扰，因为它假设系统资源在到达该点之前已经耗尽，或者为了完整性和处理未来的可能性，它可能会进行显式检查。我还没有检查过，如果我检查过，我只能解决我所查看过的内核。

更新：在我当前的系统（Ubuntu 20.04）上，最大 PID 是 2 22，如下所示：

$ cat /proc/sys/kernel/pid_max
4194304

从man proc：

/proc/sys/kernel/pid_max（自 Linux 2.5.34 起）

该文件指定 PID 环绕的值（即该文件中的值比最大 PID 大 1）。大于该值的PID不分配；因此，该文件中的值还充当对进程和线程总数的系统范围限制。该文件的默认值 32768 会产生与早期内核相同的 PID 范围。在 32 位平台上，32768 是 pid_max 的最大值。在 64 位系统上，pid_max 可以设置为最大 2^22 的任何值（PID_MAX_LIMIT，大约 400 万）。

但具体的最大值可能与问题不太相关，除非您拥有 4+00000 个进程的可能性比拥有超过 32767 个进程的可能性更小。

答案2

系统fork调用应返回 -1，并设置errno为伊加恩。之后发生的事情将取决于调用的进程fork。

从叉：

如果出现以下情况，fork() 函数将失败：

[再次]

系统缺乏创建另一个进程所需的资源，或者将超出系统对系统范围或单个用户执行的进程总数 {CHILD_MAX} 施加的限制。

答案3

最大 PID 限制远小于2^((sizeof(int)*CHAR_BIT)。看进程ID的最大值是多少？。换句话说，你的 PID 永远不会接近 40 亿。

当所有 pid 槽都被填满时，fork调用将开始失败errno==EAGAIN（请参阅叉子(2)）。如果你只是简单地到达顶部而不填充所有槽，则下一个PID将是1之后的下一个空闲槽（1是init）

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