C fork / exec，帶有非阻塞管道IO

Question

這似乎是一件相當普遍的事情，而且我已經設法自學了我需要的一切，除了我現在有一個問題，這是我的故障排除。

int nonBlockingPOpen(char *const argv[]){
    int inpipe;
    pid_t pid;
    /* open both ends of pipe nonblockingly */
    pid = fork();

    switch(pid){
        case 0:         /*child*/
            sleep(1); /*child should open after parent has open for reading*/

            /*redirect stdout to opened pipe*/
            int outpipe = open("./fifo", O_WRONLY);
            /*SHOULD BLOCK UNTIL MAIN PROCESS OPENS FOR WRITING*/
            dup2(outpipe, 1);
            fcntl(1, F_SETFL, fcntl(1, F_GETFL) | O_NONBLOCK);

            printf("HELLO WORLD I AM A CHILD PROCESS\n");
            /*This seems to be written to the pipe immediately, blocking or not.*/
            execvp(*argv, argv);
            /*All output from this program, which outputs "one" sleeps for 1 second
             *outputs "two" sleeps for a second, etc, is captured only after the
             *exec'd program exits!
             */
            break;

        default:        /*parent*/
            inpipe = open("./fifo", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
            sleep(2);
            /*no need to do anything special here*/
            break;
    }

    return inpipe;
}

為什么子進程每次生成一行時都不會將其stdout寫入管道？ 在execvp或dup2的工作方式中是否有一些我缺少的東西？ 我知道我對這一切的處理方式有點奇怪，但我找不到另一種以編程方式捕獲閉源二進制文件輸出的方法。

Answer 1

我猜你只有在exc'd程序退出后得到它的輸出，因為它在每條消息后都不會刷新 。 如果是這樣，你無法從外面做任何事情。

我不太確定這與你的問題中的阻塞和非阻塞I / O之間的選擇有什么關系。 非阻塞寫入可能會完全或部分失敗：不會阻塞程序，直到管道中有空間，調用立即返回並說它無法寫入應該擁有的所有內容。 非阻塞I / O既不會使緩沖區變大，也不會強制刷新輸出，並且某些程序可能會嚴重支持它。

你不能強制你正在執行的二進制程序刷新。 如果您認為非阻塞I / O是該問題的解決方案，抱歉，但我擔心這是非常正交的。

編輯：好吧，如果exec'd程序只使用libc提供的緩沖（沒有實現它自己的）並且是動態鏈接的，你可以強制它通過將它鏈接到刷新每次寫入的修改過的libc來刷新。 這將是一個絕望的措施。 只有在其他一切都失敗時才嘗試。

Answer 2

啟動進程時（通過示例中的execvp（）），標准輸出的行為取決於輸出設備是否為終端。 如果不是（並且FIFO不是終端），那么輸出將被完全緩沖，而不是線路緩沖。 你無能為力; （標准）C庫就是這樣做的。

如果你真的想讓它工作線緩沖，那么你必須為程序提供一個偽終端作為其標准輸出。 這進入了有趣的領域 - 偽終端或ptys並不是那么容易處理。 有關POSIX函數，請參閱：

• grantpt() - 授予對從屬偽終端設備的訪問權限
• posix_openpt() - 打開一個偽終端設備
• ptsname() - 獲取slave偽終端設備的名稱
• unlockpt() - 解鎖偽終端主/從對

Answer 3

為什么子進程每次生成一行時都不會將其stdout寫入管道？

你怎么知道？ 你甚至沒有嘗試從fifo讀取輸出。

NB通過文件名我假設你正在使用fifo 。 或者它是一個普通的文件？

孩子的小錯誤：在dup2() ，你需要close(outpipe) 。

fcntl（1，F_SETFL，fcntl（1，F_GETFL）| O_NONBLOCK）;

根據你exec（）的程序，你可能會丟失一些輸出或導致程序失敗，因為寫入stdout現在可能會因EWOULDBLOCK而失敗。

IIRC fifos具有與管道相同的緩沖區大小。 每POSIX最小值為512字節，通常為4K或8K。

您可能想要解釋為什么需要它。 與阻塞IO相比，非阻塞IO具有不同的語義，除非您的子進程期望您遇到各種問題。

printf（“HELLO WORLD我是一個兒童過程\\ n”）;

stdout是緩沖的，我會在那之后fflush(stdout) 。 （無法找到文件，exec（）本身是否會刷新stdout。）

在execvp或dup2的工作方式中是否有一些我缺少的東西？ 我知道我對這一切的處理方式有點奇怪，但我找不到另一種以編程方式捕獲閉源二進制文件輸出的方法。

我不會玩非阻塞IO - 並將其保留為阻塞模式。

我會使用pipe（）而不是fifo。 Linux的man管道有一個方便的例子，fork（）。

否則，這是一種非常正常的做法。

Answer 4

sleep() 不保證父進程會首先打開管道 - 正如Dummy00001所說，你應該使用pipe()管道，而不是命名管道。 您還應該檢查execvp()和fork()失敗，並且您不應該將子端設置為非阻塞 - 這是子進程的決定。

int nonBlockingPOpen(char *const argv[])
{
    int childpipe[2];
    pid_t pid;

    pipe(childpipe);
    pid = fork();

    if (pid == 0)
    {
        /*child*/

        /*redirect stdout to opened pipe*/
        dup2(childpipe[1], 1);

        /* close leftover pipe file descriptors */
        close(childpipe[0]);
        close(childpipe[1]);

        execvp(*argv, argv);

        /* Only reached if execvp fails */
        perror("execvp");
        exit(1);
    }

    /*parent*/

    /* Close leftover pipe file descriptor */
    close(childpipe[1]);

    /* Check for fork() failing */
    if (pid < 0)
    {
         close(childpipe[0]);
         return -1;
    }

    /* Set file descriptor non-blocking */
    fcntl(childpipe[0], F_SETFL, fcntl(childpipe[0], F_GETFL) | O_NONBLOCK);

    return childpipe[0];
}