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linux bash Shell脚本经典之Fork炸弹解析:() { :|:& };:
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  • 作者:起点终站
  • 2017年3月8日 17:58 星期三
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  • 众所周知,bash是一款极其强大的shell,提供了强大的交互与编程功能。这样的一款shell中自然不会缺少“函数”这个元素来帮助程序进行 模块化的高效开发与管理。于是产生了由于其特殊的特性,bash拥有了fork炸弹。Jaromil在2002年设计了最为精简的一个fork炸弹的实 现。

    所谓fork炸弹是一种恶意程序,它的内部是一个不断在fork进程的无限循环,fork炸弹并不需要有特别的权限即可对系统造成破坏。fork炸 弹实质是一个简单的递归程序。由于程序是递归的,如果没有任何限制,这会导致这个简单的程序迅速耗尽系统里面的所有资源。现在来看看Jaromil设计的 最简单的fork炸弹:

    :() { :|:& };:

    或者

    .() { .|.& };.

    一行看似无法理解的只有13个字符的命令,即可占用掉所有系统的资源。其实,这行命令如果这样写成bash script就不难理解了:

    :()
    {
    :|: &
    }
    ;
    :

    * 第 1 行说明下面要定义一个函数,函数名为小数点,没有可选参数。
    * 第 2 行表示函数体开始。
    * 第 3 行是函数体真正要做的事情,首先它递归调用本函数,然后利用管道调用一个新进程(它要做的事情也是递归调用本函数),并将其放到后台执行。
    * 第 4 行表示函数体结束。
    * 第 5 行并不会执行什么操作,在命令行中用来分隔两个命令用。从总体来看,它表明这段程序包含两个部分,首先定义了一个函数,然后调用这个函数。
    * 第 6 行表示调用本函数。

    冒号”:”其实是函数名,这个bash脚本就是在不断的执行该函数,然后不断fork出新的进程。

    对于函数名,大家可能会有所疑惑,小数点也能做函数名使用吗?毕竟小数点是 shell 的一个内嵌命令,用来在当前 shell 环境中读取指定 文件,并运行其中的命令。实际上的确可以,这取决于bash对命令的解释顺序。

    默认情况下,bash处于非POSIX模式,此时对命令的解释顺序如下:

    * 关键字,例如 if、for 等。
    * 别名。别名不能与关键字相同,但是可以为关键字定义别名,例如 end=fi。
    * 特 殊内嵌命令,例如 break、continue 等。POSIX 定义的特殊内嵌命令包括:.(小数点)、:(冒号)、break、continue、 eval、exec、exit、export、readonly、 return、set、shift、times、trap 和 unset。 bash 又增加了一个特殊的内嵌命令 source。
    * 函数。如果处于非 POSIX 模式,bash 会优先匹配函数,然后再匹配内嵌命令。
    * 非特殊内嵌命令,例如 cd、test 等。
    * 脚本和可执行程序。在 PATH 环境变量指定的目录中进行搜索,返回第一个匹配项。
    由 于默认情况下,bash 处于非 POSIX 模式,因此fork炸弹中的小数点会优先当成一个函数进行匹配。(注:使用小数点代替其中的冒号,也能起到完全相同的效果。)

    要使用POSIX模式来运行bash脚本,可以使用以下三种方法:

    * 使用 –posix 选项启动 bash。
    * 在运行bash之后,执行 set -o posix 命令。
    * 使用 /bin/sh 。

    那么,有没有办法扼制这种情况的发生呢?答案是肯定的,只需设置进程的limit数即可。

    [root@localhost ~]# ulimit -u 128
    [root@localhost ~]# ulimit -a
    core file size          (blocks, -c) 0
    data seg size           (kbytes, -d) unlimited
    max nice                        (-e) 20
    file size               (blocks, -f) unlimited
    pending signals                 (-i) unlimited
    max locked memory       (kbytes, -l) unlimited
    max memory size         (kbytes, -m) unlimited
    open files                      (-n) 1024
    pipe size            (512 bytes, -p) 8
    POSIX message queues     (bytes, -q) unlimited
    max rt priority                 (-r) unlimited
    stack size              (kbytes, -s) 8192
    cpu time               (seconds, -t) unlimited
    max user processes              (-u) 128
    virtual memory          (kbytes, -v) unlimited
    file locks                      (-x) unlimited
    [root@localhost ~]# .() { .|.& } ; .
    [1] 6152
    [root@localhost ~]# bash: fork: Resource temporarily unavailable
    bash: fork: Resource temporarily unavailable
    bash: fork: Resource temporarily unavailable

    在上面的例子中,我们将用户可以创建的最大进程数限制为 128,执行fork炸弹会迅速fork出大量进程,此后会由于资源不足而无法继续执行。使用工具ulimit即可设置各种限制数,具体的请参考该工具的man或help。

    fork 炸弹让我们认识到了递归函数的强大功能,同时也意识到一旦使用不当,递归函数所造成的破坏将是巨大的。实际上,fork 炸弹只是一个非常简单的递归函 数,它并不涉及参数传递、返回值等问题,而这些问题在使用bash编程时是否有完善的支持呢?在bash中编写递归函数时应该注意相关问题。

    关于Fork炸弹的详细资料请看:http://en.wikipedia.org/wiki/Fork_bomb

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