在*nix系统中创建临时命名管道

Question

我有一些需要处理的大规模临时命名管道任务。

最初，我只是简单地想生成随机数，然后将其附加为<number>.fifo作为命名管道的名称。

但是，我发现了这篇文章：在Python中创建临时FIFO（命名管道）？

似乎有些我不知道的东西可能会导致一些安全问题。

因此，我的问题是，生成命名管道的最佳方法是什么？

请注意，即使我参考了与Python相关的文章，我并不是只想在Python中提问。

更新：

由于我想使用命名管道连接不相关的进程，我的计划是首先通过shell让进程A调用进程B，并捕获stdout以获取管道的名称，然后两者都知道该打开什么。

在这里，我只担心泄漏管道名称是否会成为问题。在之前，我从未想过这一点，直到我读到那篇Python文章。

- Jason Hu

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你在考虑哪些安全问题？你会把FIFO的名称存储在哪里？为什么不能使用普通匿名管道？ - Basile Starynkevitch

@BasileStarynkevitch 因为它需要进程间通信，而这些进程之间没有关系。这里的安全问题似乎是恶意攻击者？实际上我并不太理解。我担心是因为我看到了那篇帖子。 - Jason Hu

但是你可以使用随机名称，问题在于如何共享（或在哪里存储）这些名称。您应该编辑您的问题以进一步解释。 - Basile Starynkevitch

@BasileStarynkevitch，我读完那篇文章后感到很困惑。似乎随机化也可能存在错误。我更新了我的问题。 - Jason Hu

顺便说一句，我对mkfifo的大规模使用持怀疑态度。你需要十几个还是一百万个？（在某个特定时刻，我猜内核会将FIFO的数量限制在几十万个左右）。 - Basile Starynkevitch

@BasileStarynkevitch 我改变了一点想法，所以现在不需要太多了。最多可能会有几百个，应该没问题。 - Jason Hu

Answer 1

如果你必须使用命名FIFO并需要确保不会发生重叠/覆盖，你最好使用mktemp和mkfifo的某些组合。

尽管mktemp本身不能创建FIFO，但可以用于创建唯一的临时目录，然后将FIFO放入其中。 GNU mktemp文档提供了一个示例。

- yossarian

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使用mktemp()的问题在于，一些系统会在链接时警告其使用，如果您的构建目标是没有警告，则这可能会成为一个麻烦。我在这里寻找解决该问题的方法；但这并不符合我的要求。 - Jonathan Leffler

@JonathanLeffler 或许可以使用 mkstemp() 函数，怎么样？ - yossarian

我得出结论，创建一个函数 int mkptemp(char *pattern, mode_t mode) 可能是最好的选择，它可以完成与 mkdtemp() 相同的工作——创建一个具有随机名称的“管道”（FIFO），该名称将存储在 pattern 参数中。我还没有实现它，但可以很容易地修改 mkstemp() 的实现以创建一个 FIFO 而不是文件。mkfifo() 系统调用不会在断开的符号链接末尾创建 FIFO——就像 mkdir() 系统调用一样，如果文件系统中存在该名称，则会失败。我会使用 p 代替 f，因为 f 同时也暗示了“文件”。 - Jonathan Leffler

Answer 2

或者，您可以创建一些包含随机字母的名称。您可以从/dev/random（或/dev/urandom，读取random(4)）中读取一些随机字节，例如种子PRNG（例如由srandom种子化的random(3)），并/或混合PID和时间等。

由于命名的fifo(7)是文件，因此应在它们上使用权限系统（和/或ACL）。特别是，您可能会创建一个命令Linux用户来运行所有进程，并将FIFO限制为仅所有者可读等。

当然，在所有情况下，您需要安全地“存储”或“传输”这些FIFO名称。

如果您在某些bash脚本中启动程序，则可以考虑使用mktemp(1)来创建您的FIFO名称：

fifoname=$(mktemp -u -t yourprog_XXXXXX).fifo-$RANDOM-$$
mkfifo -m 0600 $fifoname

（也许在某个循环中）。我猜如果脚本在专用用户中运行（然后通过某个管道或文件传递$fifoname，而不是作为程序参数），那应该足够安全。

最近的renameat2(2)系统调用可能会有帮助（RENAME_EXCHANGE的原子性）。

顺便说一下，你可能需要一些SElinux。记住，打开的文件描述符 - 包括你的FIFO - 在proc(5)中作为符号链接可用！

^{附言：这完全取决于你有多偏执。一个经过良好系统管理的Linux系统可以相当安全...}

- Basile Starynkevitch