热替换so文件

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发现nginx的动态模块无法热更新，于是研究了一下相关的问题。

代码准备

reload.c, 启动文件，用来模拟正在运行的程序，不断重建加载so.so文件

#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>

typedef void (*F)();

int my_dlopen()
{
    void* h = dlopen("so.so", RTLD_NOW|RTLD_GLOBAL);
    if (!h) {
        fprintf(stderr, "%s\n", dlerror());
        return 1;
    }

    F f = (F)dlsym(h, "action");
    f();

    return 0;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("start...\n");

    while (1) {
        printf("run\n");
        if (my_dlopen() != 0) {
            return 1;
        }
        sleep(2);
    }

    return 0;
}

so1.c 模拟其中一个so文件

#include <stdio.h>

void action()
{
    printf("11111111111111111\n");
}

so2.c 模拟其中另一个so文件，接口相同，打印内容不同

#include <stdio.h>

void action()
{
    printf("222222222222222222222\n");
}

编译

gcc reload.c -ldl -o reload
gcc -fPIC -shared so1.c -o so1.so
gcc -fPIC -shared so2.c -o so2.so

注意

所有的实验需要 export LD_LIBRARY_PATH=./

第一次尝试，直接cp替换

先将 so1.so 设置成默认的 so文件

cp so1.so so.so

启动程序， 然后执行 cp so2.so so.so

./reload 
start...
run
11111111111111111
run
11111111111111111
run
11111111111111111
run
11111111111111111  <-- 执行 cp so2.so so.so
run
[1]    38314 segmentation fault (core dumped)  ./reload

程序直接崩溃

同时测试了下，rm so.so并不影响执行,但是停止程序再启动显示so.so: cannot open shared object file: No such file or directory 这个可能说明，so文件被打开一次后句柄并不会关闭，下次打开任然用这个句柄。只是重新读取文件。cp 改变文件内容，并不改变文件inode。

先rm再cp

cp so1.so so.so

./reload
start...
run
11111111111111111
run
11111111111111111
run
11111111111111111
run
11111111111111111
run
11111111111111111  <-- rm so.so;cp so2.so so.so
run
11111111111111111
run
11111111111111111
run
11111111111111111

结果就是更新无效，猜想还是句柄没关闭的原因。rm的后，程序还指向原来的文件（这个文件外界看不到）, cp产生了一个新的文件，程序根本没有理睬这个文件。

dlclose 再加载

在代码中加入 dlclose(h)，如下：

int my_dlopen()
{
    void* h = dlopen("so.so", RTLD_NOW|RTLD_GLOBAL);
    if (!h) {
        fprintf(stderr, "%s\n", dlerror());
        return 1;
    }

    F f = (F)dlsym(h, "action");
    f();

    dlclose(h); // <--

    return 0;
}

这次可以了

./reload
start...
run
11111111111111111
run
11111111111111111
run
11111111111111111
run
11111111111111111   <-- cp so2.so so.so
run
222222222222222222222
run
222222222222222222222
run
222222222222222222222
run
222222222222222222222

说明确实时句柄的问题，这里涉及到linux inode的问题。每个文件都会对应一个inode, 内部都是按照inode来处理的，同一个文件名的不一定是同一个inode。一个文件只有在没有任何引用的时候才被删除，当程序打开一个so文件，这个文件就被引用了，即使外部删除这个文件，程序还是在使用这个so文件，这个文件只有在程序关闭时才被系统回收。cp过来时个全新的文件，只是文件名相同，inode并不相同,其实程序还是用着老的so文件。dlclose恰恰时关闭了这个文件，之后再次按文件名打开就是新的文件。

备注

看了下nginx的代码，貌似先dlopen之后再close旧的handle，这样是无法热更新的，不太清楚处于什么考虑。

The End