子進程不從管道讀取，除非父進程在 dup2 之前調用 printf

Question

下面的代碼派生了一個子進程，並將標准輸出重定向到管道。 孩子應該從管道中讀取，但它沒有發生。 奇怪的是，如果讓父級在調用 dup2 之前至少調用一次 printf，那么一切似乎都有效。 我想這是一種不被依賴的運氣......但解釋仍然很好。 更重要的是，為什么孩子不識字？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int fd[2]; 
    pid_t p;
   
    if(pipe(fd) == -1) 
        return -1;
    
    if((p=fork()) == -1)
        return -1;

    if(p==0){
        close(fd[1]);
        dup2(fd[0],0);
        fprintf(stderr,"Child starts\n");
        int x;
        scanf("%d",&x);                   // GETS STUCK HERE
        fprintf(stderr,"Child ends\n");  
        exit(0);
    }

    // printf(" ");        // THIS PRINTF SEEMS TO RESOLVE THE ISSUE?!  

    close(fd[0]);
    dup2(fd[1],1);
    printf("3\n");
    fprintf(stderr, "Parent waiting\n");
    wait(0);
    fprintf(stderr, "Parent ends\n");
}

很多關於fork和pipe的問題都被問到了，但我找不到我的問題的答案。 抱歉，如果這是一個重復的問題。

Answer 1

父stdout不是行緩沖的（因為它變成了管道）。 所以， printf("3\n");的數據輸出保留在流的緩沖區中，不會刷新到管道中。

有兩種方法可以解決這個問題（在父級中）：

1. 添加setlinebuf(stdout); 就在那個printf之前
2. 添加fflush(stdout); 緊接着printf

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更新：

並添加額外的 printf() 修復它為什么？ 我想那時，標准輸出的底層文件描述符仍然是一個終端，因此它將流置於行緩沖模式，並且當底層文件描述符更改為管道時，這不會改變。 ——喬納森·萊弗勒

對，那是正確的。 如果我們改變：

printf(" ");

進入：

setlinebuf(stdout);

然后，這也有效。

（即） printf到一個真正的 tty [隱式] 設置行緩沖模式。

輸出的探測/測試是一個 tty 設備 [顯然] 推遲到設備完成某些活動（例如printf ）

dup2對流是透明的，因此流的標志保持不變。

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更新：

是否可以從孩子方面處理它？

不，孩子的記憶空間與父母不同。 它一開始是父母記憶的副本。 但是，它是獨立的。 對其進行的更改不會影響父母的記憶（反之亦然）。

更多關於這下面。 但是，請記住，孩子正在等待一個數字，該數字是一個數字字符串，后跟空格。 這里的空格是換行符。

例如，如果父 execv 是一個不同的程序，其輸出將由子程序讀取，該怎么辦？ – 眼鏡蛇

我們必須小心術語。

“父/子”是fork但不是execv的概念。 因此，當在父母中執行execv時，我們不是在談論孩子（或任何孩子）。 我們正在談論 exec 的“目標程序”。

目標程序與以前有相同的問題。

流是用戶空間/應用程序的概念。 操作系統內核不知道它們。 內核只知道“文件描述符”。 來自open 、 pipe 、 socket等的東西。

stdio流只是 I/O 的一種緩沖機制。 它們只存在於給定進程的內存中。 它們是一種“效率”機制，可防止對少量數據進行過多/重復/浪費的系統調用（即write調用）。

“行緩沖”的概念只是流結構中的一個標志（以及它采取的行動）。 TTY 輸出設備默認為行緩沖——當看到換行時，緩沖區被刷新。

文件（或管道；-）等其他內容默認為“標准”緩沖（例如 4096 字節）。 當超過 4096 時，它們會被刷新。 “刷新”意味着stdio層寫入底層文件描述符（通過write系統調用）。

當一個execv完成時，內存被完全替換並從目標程序的可執行文件內容中加載。

目標程序獲得控制權並運行其crt0.o初始化代碼。 它必須從頭開始創建stdin/stdout/stderr ，而不考慮這些在execv之前的內存空間中可能存在的內容（不再存在）

因此，當目標程序的main函數獲得控制時， stdout已附加到管道上。

它有同樣的緩沖問題。 事實上，之前完成的printf(" ")對目標的stdout流的狀態沒有影響。

目標永遠不會將stdout (FD 1) 視為 TTY。 它已經被設置為管道（因此它得到標准緩沖）。 唯一的補救措施是使用setlinebuf或定期進行fflush調用。

如果該程序只是將數據輸出到stdout然后終止，則stdout流（如果目標甚至使用標准輸入輸出）在退出時被刷新。

否則，目標程序與原始程序具有相同的問題。

程序員應該知道他們正在處理一個管道（因為他們設置了它）並相應地處理緩沖。