Python os.set_inheritable 函数

上次修改时间：2025 年 4 月 11 日

这份全面的指南探讨了 Python 的 os.set_inheritable 函数，该函数控制跨进程创建的文件描述符继承。我们将涵盖继承标志、进程管理和实际示例。

基本定义

os.set_inheritable 函数设置文件描述符的继承标志。这决定了子进程是否可以继承该描述符。

关键参数：fd（文件描述符），inheritable（布尔标志）。返回 None。在具有不同底层实现的 Unix 和 Windows 系统上可用。

基本用法示例

此示例演示了在生成子进程之前将文件描述符设置为可继承。子进程将继承打开的文件。

basic_inheritance.py

import os

# Create a temporary file
fd = os.open("test.txt", os.O_RDWR | os.O_CREAT)

# Make the file descriptor inheritable
os.set_inheritable(fd, True)

# Spawn a child process
pid = os.fork()

if pid == 0:  # Child process
    print(f"Child process with PID {os.getpid()}")
    os.write(fd, b"Written by child\n")
    os.close(fd)
else:  # Parent process
    print(f"Parent process with PID {os.getpid()}")
    os.waitpid(pid, 0)  # Wait for child
    os.lseek(fd, 0, os.SEEK_SET)
    print("File content:", os.read(fd, 100))
    os.close(fd)
    os.unlink("test.txt")

父进程创建一个文件并在分叉之前将其设置为可继承。然后，两个进程都可以写入同一个文件描述符。

这演示了父进程和子进程之间的基本继承行为。

阻止继承

此示例展示了如何防止文件描述符被子进程继承。这对于安全敏感的文件操作很有用。

prevent_inheritance.py

import os

# Open a sensitive file
fd = os.open("secret.txt", os.O_RDONLY)

# Explicitly prevent inheritance
os.set_inheritable(fd, False)

# Spawn child process
pid = os.fork()

if pid == 0:  # Child process
    try:
        # Attempt to read from the file
        print(os.read(fd, 100))
    except OSError as e:
        print(f"Child failed to access file: {e}")
    finally:
        os._exit(0)
else:  # Parent process
    os.waitpid(pid, 0)
    print("Parent can still read:", os.read(fd, 100))
    os.close(fd)

父进程打开一个文件但阻止继承。子进程无法访问文件描述符，而父进程保留访问权限。

此技术有助于保护敏感资源免受子进程的访问。

使用管道的继承

此示例演示了管道文件描述符的继承行为，这些文件描述符通常用于进程间通信。

pipe_inheritance.py

import os

# Create a pipe
r, w = os.pipe()

# Set read end as inheritable
os.set_inheritable(r, True)

pid = os.fork()

if pid == 0:  # Child process
    os.close(w)  # Close write end
    print("Child received:", os.read(r, 100))
    os.close(r)
else:  # Parent process
    os.close(r)  # Close read end
    os.write(w, b"Message from parent")
    os.close(w)
    os.waitpid(pid, 0)

父进程创建一个管道并将读取端设置为可继承。子进程继承读取描述符，可以从父进程接收数据。

管道是受控描述符继承的常见用例。

检查继承状态

此示例展示了如何使用 os.get_inheritable 检查文件描述符的当前继承状态。

check_inheritance.py

import os

fd = os.open("temp.txt", os.O_RDWR | os.O_CREAT)

# Check default inheritance status
print("Default inheritable:", os.get_inheritable(fd))

# Change and verify status
os.set_inheritable(fd, True)
print("After setting True:", os.get_inheritable(fd))

os.set_inheritable(fd, False)
print("After setting False:", os.get_inheritable(fd))

os.close(fd)
os.unlink("temp.txt")

该代码打开一个文件并检查其默认继承状态。然后它修改并验证状态更改。

这演示了如何动态检查和修改继承标志。

与子进程的继承

此示例展示了文件描述符继承如何与 Python 的 subprocess 模块一起工作。

subprocess_inheritance.py

import os
import subprocess

# Create a file and make inheritable
fd = os.open("output.txt", os.O_RDWR | os.O_CREAT)
os.set_inheritable(fd, True)

# Launch subprocess with inherited descriptor
proc = subprocess.Popen(
    ["python3", "-c", f"import os; os.write({fd}, b'Written by subprocess\\n')"],
    pass_fds=[fd]
)

proc.wait()

# Verify content
os.lseek(fd, 0, os.SEEK_SET)
print("File content:", os.read(fd, 100))
os.close(fd)
os.unlink("output.txt")

父进程打开一个文件并显式地将其传递给一个子进程。子进程继承该描述符并写入该文件。

这演示了使用 Python 的更高级别进程 API 进行的受控继承。

Windows 特定的行为

此示例重点介绍了 set_inheritable 的 Windows 特有行为，其中继承的工作方式与 Unix 系统不同。

windows_inheritance.py

import os
import sys

if sys.platform != "win32":
    print("This example is for Windows only")
    sys.exit(1)

# On Windows, inheritance must be set at creation time
import msvcrt

fd = os.open("winfile.txt", os.O_RDWR | os.O_CREAT)

# Windows requires setting inheritable flag at creation
handle = msvcrt.get_osfhandle(fd)
print(f"Original handle inheritable: {msvcrt.HANDLE(handle).inheritable}")

# Try to modify inheritance (may not work as expected)
os.set_inheritable(fd, True)
print(f"After set_inheritable: {msvcrt.HANDLE(handle).inheritable}")

os.close(fd)
os.unlink("winfile.txt")

在 Windows 上，继承标志通常在句柄创建时设置。与 Unix 系统相比，set_inheritable 的效果可能有限。

这演示了描述符继承中的重要平台差异。

安全注意事项

最小权限： 只需将必要的描述符设置为可继承
平台差异： Windows 和 Unix 处理继承的方式不同
资源泄漏： 继承的描述符必须正确关闭
竞争条件： 在进程创建之前设置继承标志
替代方法： 考虑更高级别的 IPC 机制

最佳实践

显式控制： 始终显式设置继承标志
清理： 确保所有进程中都进行正确的描述符清理
文档： 明确记录继承要求
测试： 验证所有目标平台上的行为
替代方案： 考虑使用管道或套接字进行 IPC

资料来源

作者

我的名字是 Jan Bodnar，我是一位热情的程序员，拥有丰富的编程经验。我从 2007 年开始撰写编程文章。到目前为止，我已经撰写了超过 1,400 篇文章和 8 本电子书。我拥有超过十年的编程教学经验。

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