檢查 `read` 是否會在不消耗任何數據的情況下返回 EOF

Question

我有一個 C 程序，它通過 (Linux) pipe 從另一個程序接收數據。如果 pipe 在寫入任何數據之前關閉，我希望程序表現不同。

這樣做的自然方法是嘗試從 pipe 讀取並檢查我是否得到EOF ，但是如果有任何可用數據，它會消耗 pipe 中的一些數據，並且（據我所知）沒有辦法放置數據“返回”在 pipe 中。

我要檢查 pipe 是否為空的程序部分與我處理數據的位置相去甚遠，因此在此之前我寧願不必處理保存第一次讀取的數據。

有沒有辦法檢查 pipe 是否為空（ read將返回EOF ）而不消耗任何數據（如果它不為空）？

注意：如果 pipe 尚未寫入或關閉，我確實希望阻止它。

Answer 1

If you used Unix domain stream sockets instead of pipes – meaning you replace your pipe(fds) calls with socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, fds) –, you could use recv(fd, dummybuffer, 1, MSG_PEEK) to read/receive一個字節的數據，而不將其從接收緩沖區中刪除。

如果您不想阻塞，您可以將MSG_PEEK與MSG_DONTWAIT結合使用，如果您想阻塞直到可以填充整個緩沖區，則可以與MSG_WAITALL結合使用。

Unix 域 stream 套接字和 pipe 之間的差異很小。 stream 套接字是雙向的，但您可以使用shutdown(fd, SHUT_WR) （或SHUT_RD ）關閉“寫端”（分別為“讀端”），這意味着如果另一端試圖從套接字讀取，他們'將立即獲得流結束（ read() ， recv()等返回 0）。 （關閉“讀取端”意味着當另一端嘗試寫入套接字時，他們會得到EPIPE 。）

現在，我什至想不出為什么與 pipe 一起工作的程序不能與 Unix 域 stream 套接字對一起工作的原因。

如果您使用命名管道，您確實需要將mkfifo()和open()更改為socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)然后將bind()更改為套接字地址。 read() 、 write() ，甚至更高級別的標准 I/O 工具都可以在 Unix 域 stream 套接字之上正常工作（使用fdopen()將套接字描述符轉換為FILE句柄）。

如果您無法修改閱讀器，您可以創建一個插入openat()的最小動態庫（這是當前 C 庫在fopen()下使用的），為除套接字路徑之外的所有內容調用原始openat() ，例如在環境變量中命名, 而是創建一個套接字並綁定到該套接字路徑。 執行閱讀器二進制文件時，您只需將LD_PRELOAD設置為指向此插入庫。

換句話說，我相信從管道切換到 Unix 域 stream sockets 沒有真正的障礙。

您不能將recv()與管道一起使用，因為管道是在 Linux 中使用特殊文件系統而不是 sockets 實現的。

Answer 2

不，沒有辦法做你描述的事情。 確定您是否已到達不可查找文件（例如 pipe）末尾的方法是嘗試從中讀取。 這不僅是自然的方式，也是方式。

但這會消耗 pipe 中的一些數據（如果有的話），

是的。

並且（據我所知）沒有辦法將數據“放回”pipe 中。

那要看。 如果您正在使用 POSIX read() ，那么不會。 如果您將 pipe 結尾包裝在FILE中並使用 stdio 函數讀取它，那么就有ungetc() 。

盡管如此，這：

我想檢查 pipe 是否為空的程序部分離我處理數據的地方很遠

似乎是一個設計問題。 在您真正獲得數據或看到 EOF 之前，您無法知道是否會獲得數據。 pipe 寫入端的進程可以在對 pipe 執行任何操作之前延遲任意時間，即使該進程由您提供，您也無法完全控制其行為的這方面。 因此，從某種意義上說，在您准備好使用數據之前嘗試檢查 EOF 沒有多大意義，因為您不能在沒有阻塞的情況下獲得答案。

，所以我寧願不必處理保存我第一次讀取的數據直到那時。

我想您必須避免在沒有數據要處理的情況下執行某種重量級初始化。 好的，但我看不出有什么大不了的。 無論如何，您都需要提供用於讀取數據的存儲空間。 這樣的事情有什么問題：

void consume_pipe_data(int fd) {
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    ssize_t count;

    count = read(fd, buffer, BUFFER_SIZE);
    if (count == 0) {
        handle_no_data();
        return;
    } else if (count > 0) {
        perform_expensive_initialization();
    }
    do {
        if (count == -1) {
            handle_error();
            return;
        }
        consume_data(buffer);
        count = read(fd, buffer, BUFFER_SIZE);
    } while (count);
}

關鍵不是這一定是您的程序的適當結構，而是可以構建程序，以便從初始讀取中存儲數據（如果有的話）非常干凈和自然。

Answer 3

你可以做一個虛擬寫。 如果您的 stdin 已達到 eof，它是一種非阻塞機制來確定您是否已達到 EOF，而無需任何更復雜的工具。

    if( write( fileno(stdin), 0, 0 ) != 0 )
        return 1; // Is end-of-file.