LINUX C 程序异常退出---文件连接数过多

Love The Way You Lie 2022-07-13 09:19 128阅读 0赞

在linux C编程时，会碰到程序异常退出的情况，除了比较经典的段错误、内存溢出之外，本文说一种文件连接过多而导致程序异常退出的情况。

简述一下我遇到的情况，在煲机一段时间之后（大概18小时），进程退出。通过gdb调试和及时保存内存CPU使用情况，基本可以排除内存泄漏和段错误的原因。然后开始排查是否是文件连接过多的原因，即fopen文件没有相应close。

## 1 ulimit -a 查看最大打开文件数 ##

$ulimit -a

## 通过上面命令可以在linux系统获取最大打开文件数。   ![这里写图片描述][SouthEast]   标红位置为最大打开文件数，如果超过该文件数，程序就可能会出问题。   2 /proc/$pid/fd 查看进程打开的文件连接 ##

通过打开/proc/$pid/fd，可以显示相应pid的进程的文件连接数（ps 命令可以看进程的pid为多少）。

打开/proc/$pid/fd ls，显示如下：  
![这里写图片描述][SouthEast 1]  
由上图所示，明显文件连接数过多。  
ls -l查看详细信息：  
![这里写图片描述][SouthEast 2]  
由上图可以知道，该程序应该是打开了过多的socket，而没有关闭。  
NOTE:如果是打开了别的文件过多，就不用看下面的介绍了，去排查是不是打开了过多次的那个文件便可。

## 3 socket获取mac地址 ##

通过上面的分析，可知是socket的问题，在代码中搜索socket。  
通过排查，最终定位到了以下这段代码。是用来获取设备mac地址的。

void get_MacAddr(char *Mac, S32 MacLen, char *EthType)
    {
        if(!Mac || !EthType)
        {
            return ;
        }
    
        S32 s32Macfd = 0;
        struct ifreq Macreq;
    
        s32Macfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
        if(s32Macfd < 0)
        {
            printf("build socket fail\n");
            return ;
        }
    
        strcpy(Macreq.ifr_name, EthType);
    
        if(ioctl(s32Macfd, SIOCGIFHWADDR, &Macreq) < 0)
        {
            printf("ioctl error\n");
            return ;
        }
    
        snprintf(Mac,  MacLen,  "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
            Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[0],Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[1],
            Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[2],Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[3],
            Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[4],Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[5]);
    }

可以观察到该段代码没有close。通过参考该代码，[http://www.cnblogs.com/kernel-style/archive/2013/02/01/2888598.html。][http_www.cnblogs.com_kernel-style_archive_2013_02_01_2888598.html]  
猜测很有可能是这段代码的原因。  
　　这段代码每40秒就会被引用一次，（是为了给服务器上报本设备的状态，即心跳），而每一次都是socket打开之后并没有关闭，猜测有可能是这个问题。  
　　尝试将上报状态的时间由40秒改为了0.1秒，如果仍然出问题，应该是18h/400，即大约2.7分钟会出现问题。  
更改之后，运行程序：  
![这里写图片描述][SouthEast 3]  
![这里写图片描述][SouthEast 4]

由上图可见，文件打开的很快的增加上来，最后导致程序崩溃。时间大概为3分钟。跟之前判断基本吻合。

将代码改为：

void get_MacAddr(char *Mac, S32 MacLen, char *EthType)
    {
        if(!Mac || !EthType)
        {
            return ;
        }
    
        S32 s32Macfd = 0;
        struct ifreq Macreq;
    
        s32Macfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
        if(s32Macfd < 0)
        {
            printf("build socket fail\n");
            return ;
        }
    
        strcpy(Macreq.ifr_name, EthType);
    
        if(ioctl(s32Macfd, SIOCGIFHWADDR, &Macreq) < 0)
        {
            printf("ioctl error\n");
            return ;
        }
        close(s32Macfd);///*修改了此处*/
    
        snprintf(Mac,  MacLen,  "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
            Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[0],Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[1],
            Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[2],Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[3],
            Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[4],Macreq.ifr_hwaddr.sa_data[5]);
    }

再重新运行，没有复现上述问题。

## 4 延伸配置 ##

ulimit -n是用户级的文件数限制  
sysctl -a是可查看系统级别的文件数显示  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4MzUxNDY1_size_27_color_FFFFFF_t_70]

ulimit -n 10240可以修改文件数限制，如果希望永久修改则需修改/etc/security/limits.conf  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4MzUxNDY1_size_27_color_FFFFFF_t_70 1]

[SouthEast]: /images/20220713/6e3ed4ad4a6a4c83904b4418ebc27f67.png
[SouthEast 1]: /images/20220713/5cd93016252f42158a82f46addfa8778.png
[SouthEast 2]: /images/20220713/53ecabe1844448a1a572a52926e99299.png
[http_www.cnblogs.com_kernel-style_archive_2013_02_01_2888598.html]: http://www.cnblogs.com/kernel-style/archive/2013/02/01/2888598.html%E3%80%82
[SouthEast 3]: /images/20220713/480e35a2ba5b415082309cadb222a8c1.png
[SouthEast 4]: /images/20220713/35c5ca8a52b54e738d125dc8dc58f5a5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4MzUxNDY1_size_27_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220713/15d10222a3644d0d9814d50460c8373c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4MzUxNDY1_size_27_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220713/f6b8a3efbda144e494958c2c5c02d892.png