Linux namespace 简介 part 3 - PID

本文为原文翻译,特此声明。
原文链接:https://blog.jtlebi.fr/2014/01/05/introduction-to-linux-namespaces-part-3-pid/
原文中有部分内容为便于理解,并非直译,可能存在一定的疏漏,因此请参考原文理解。

继上一篇 关于IPC namespace的文章(进程间通信的隔离),我现在将介绍我个人(作为系统管理员)最喜欢的部分:PID namespaces。如果你尚未阅读过之前的post,我强烈建议你先阅读一遍这个系列的第一篇post,了解下linux namespace隔离机制。

是的,通过这个namespace,我们将有可能重置PID计数,得到你自己的“1”进程。这可以被视为在进程标识符(identifier)树中的“chroot”。尤其是当你需要在日常工作中处理pid,并且为4位数(pid)所困时,这将是极为方便的。

要激活PID namespace,只需要把“CLONE_NEWPID”标记添加到“clone”调用。不需要其他额外的步骤。它也能和其他namespace组合使用。

一旦激活,子进程getpid()的返回结果将会是不变的“1”。

但是,请等一下!这样岂不是有两个“1”进程了?那么进程管理应该怎么办?

事实上,这真的真的很像“chroot”。也就是说,视角的改变。

  • Host: 所有的进程是可见的,全局的PIDs (init=1, ..., child=xxx, ...)
  • Container: 只有child + descendant(后代)是可见的,本地PIDs (child=1, ...)

如下是示例:

#define _GNU_SOURCE
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <sched.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#define STACK_SIZE (1024 * 1024)
// sync primitive
int checkpoint[2];
static char child_stack[STACK_SIZE];
char* const child_args[] = {
  "/bin/bash",
  NULL
};
int child_main(void* arg) {
  char c;
  // init sync primitive
  close(checkpoint[1]);
  // wait...
  read(checkpoint[0], &c, 1);
  printf(" - [%5d] World !\n", getpid());
  sethostname("In Namespace", 12);
  execv(child_args[0], child_args);
  printf("Ooops\n");
  return 1;
}
int main() {
  // init sync primitive
  pipe(checkpoint);
  printf(" - [%5d] Hello ?\n", getpid());
  int child_pid = clone(child_main, child_stack+STACK_SIZE,
      CLONE_NEWUTS | CLONE_NEWIPC | CLONE_NEWPID | SIGCHLD, NULL);
  // further init here (nothing yet)
  // signal "done"
  close(checkpoint[1]);
  waitpid(child_pid, NULL, 0);
  return 0;
}

运行下示例:

jean-tiare@jeantiare-Ubuntu:~/blog$ gcc -Wall main-3-pid.c -o ns && sudo ./ns
 - [ 7823] Hello ?
 - [    1] World !
root@In Namespace:~/blog# echo "=> My PID: $$"
=> My PID: 1
root@In Namespace:~/blog# exit

正如预期的一样,即使父进程的PID是“7823”,子进程的PID是“1”。如果想试试更好玩的,你可以尝试使用“kill -KILL 7823”,来终止父进程。准确地说,不会发生任何事情。。。

jean-tiare@jeantiare-Ubuntu:~/blog$ gcc -Wall main-3-pid.c -o ns && sudo ./ns
 - [ 7823] Hello ?
 - [    1] World !
root@In Namespace:~/blog# kill -KILL 7823
bash: kill: (7823) - No such process
root@In Namespace:~/blog# exit

隔离如我们预期的一样工作着。并且,如之前所写的那样,这种行为很类似“chroot”,意味着从父进程使用“top”或“ps exf”,将会显示子进程和它未映射的PID。像“kill”,“cgroups”以及其他机制一样,这是进程控制最基本的特性。

等等!说到“top”和“ps exf”,我刚从子进程运行了它们,然后发现和父进程一样的内容。你对我撒谎了!

好吧,并不是这样的。这是因为这些工具从真实的“/proc”文件系统获取信息,而它目前尚未隔离。而这个正是下一篇文章的目标。

同时,一个简单的工作区可以是这样的:

# from child
root@In Namespace:~/blog# mkdir -p proc
root@In Namespace:~/blog# mount -t proc proc proc
root@In Namespace:~/blog# ls proc
1          dma          key-users      net            sysvipc
80         dri          kmsg           pagetypeinfo   timer_list
acpi       driver       kpagecount     partitions     timer_stats
asound     execdomains  kpageflags     sched_debug    tty
buddyinfo  fb           latency_stats  schedstat      uptime
bus        filesystems  loadavg        scsi           version
cgroups    fs           locks          self           version_signature
cmdline    interrupts   mdstat         slabinfo       vmallocinfo
consoles   iomem        meminfo        softirqs       vmstat
cpuinfo    ioports      misc           stat           zoneinfo
crypto     irq          modules        swaps
devices    kallsyms     mounts         sys
diskstats  kcore        mtrr           sysrq-trigger

所有东西似乎再一次变得合理了。如预期一样,你从/bin/bash本身得到了PID “1”,并通过“/bin/ls proc”的到了对应的“80”。是不是比通常的/proc更加nice?这正是我喜欢它的原因。

如果你尝试从namespace直接在“/proc”运行这条命令,它将在child中可行,但是会BREAK你的主namespace。例子如下:

jean-tiare@jeantiare-Ubuntu:~/blog$ ps aux
Error, do this: mount -t proc proc /proc

这就是PID namespace的全部。有了下一篇文章,我们将能够重新挂载/proc本身,也就可以修复“top”及类似的工具,使之不会破坏parent namespace(父命名空间)。谢谢阅读!

说两句: