Swift中关闭Pipe后仍无法创建超2560个，报Too many open files错误

在Swift中使用Pipe()时发现，若创建超过约2560个管道，后续无法再创建，调用会失败并抛出Too many open files错误，即便已关闭所有与管道关联的文件。

复现代码 #

for i in 0...1278 {
    NSLog("Testing: \(i)")
    let stdin_pipe = Pipe()
    let stdin_file = fdopen(stdin_pipe.fileHandleForReading.fileDescriptor, "r")
    var stdout_pipe = Pipe()
    var stdout_file = fdopen(stdout_pipe.fileHandleForWriting.fileDescriptor, "w")
    if (stdout_file == nil) {
        let errorString = String(cString: strerror(errno))
        NSLog("Could not create an output stream. Error: \(errorString)")
    }
    do {
        // I'm really trying to close everything (but it doesn't matter):
        close(stdout_pipe.fileHandleForWriting.fileDescriptor)
        close(stdin_pipe.fileHandleForReading.fileDescriptor)
        try stdout_pipe.fileHandleForWriting.close()
        try stdin_pipe.fileHandleForReading.close()
        try stdout_pipe.fileHandleForReading.close()
        try stdin_pipe.fileHandleForWriting.close()
    }
    catch {
        NSLog("Error in closing pipes in MyExtension: \(error.localizedDescription)")
    }
}

代码在i从0到1277时正常运行，i=1278时失败，通过strerror(errno)获取到的错误为Too many open files，但检查后发现仅打开了约6个文件描述符，询问哪里操作有误。

问题根源 #

你漏了关闭fdopen返回的FILE*指针。fdopen会复制传入的文件描述符，也就是每个fdopen调用会新增一个关联的文件描述符引用。你只关闭了Pipe自带的文件描述符，但没关闭stdin_file和stdout_file对应的文件描述符，导致每次循环都泄漏2个文件描述符，循环1279次后就达到了进程的文件描述符上限（通常是2560左右）。

修复后的代码 #

for i in 0...1278 {
    NSLog("Testing: \(i)")
    let stdin_pipe = Pipe()
    let stdin_file = fdopen(stdin_pipe.fileHandleForReading.fileDescriptor, "r")
    var stdout_pipe = Pipe()
    var stdout_file = fdopen(stdout_pipe.fileHandleForWriting.fileDescriptor, "w")
    if (stdout_file == nil) {
        let errorString = String(cString: strerror(errno))
        NSLog("Could not create an output stream. Error: \(errorString)")
    }
    do {
        // 先关闭fdopen创建的FILE*
        if let file = stdin_file {
            fclose(file)
        }
        if let file = stdout_file {
            fclose(file)
        }
        // 再关闭Pipe的文件句柄
        close(stdout_pipe.fileHandleForWriting.fileDescriptor)
        close(stdin_pipe.fileHandleForReading.fileDescriptor)
        try stdout_pipe.fileHandleForWriting.close()
        try stdin_pipe.fileHandleForReading.close()
        try stdout_pipe.fileHandleForReading.close()
        try stdin_pipe.fileHandleForWriting.close()
    }
    catch {
        NSLog("Error in closing pipes in MyExtension: \(error.localizedDescription)")
    }
}

关键说明 #

• fdopen会对传入的文件描述符做引用计数，调用fclose才会真正释放这个复制出来的描述符；直接用close关闭原描述符，不会影响fdopen创建的FILE*对应的描述符。
• 进程的文件描述符上限可以通过ulimit -n查看（macOS/Linux环境），默认通常是2560，这就是为什么你在循环到1279次时触发错误（每次泄漏2个，1279×2=2558，接近上限）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者N. Holzschuch