c++ - 为什么使用 LLVM 时 std::ifstream "break"std::getline 的缓冲？

Question

我有一个简单的 C++ 应用程序，它应该从 POSIX 命名管道中读取行:

#include<iostream>
#include<string>
#include<fstream>

int main() {
    std::ifstream pipe;
    pipe.open("in");

    std::string line;
    while (true) {
        std::getline(pipe, line);
        if (pipe.eof()) {
            break;
        }
        std::cout << line << std::endl;
    }
}

步骤:

• 我创建了一个命名管道:mkfifo in。

• 我使用 g++ -std=c++11 test.cpp && ./a.out 编译和运行 C++ 代码。

• 我将数据输入到 in 管道:

sleep infinity > in &  # keep pipe open, avoid EOF
echo hey > in
echo cats > in
echo foo > in
kill %1                # this closes the pipe, C++ app stops on EOF

在 Linux 下执行此操作时，应用程序在每个 echo 命令后成功显示输出，如预期 (g++ 8.2.1)。

在 macOS 上尝试整个过程时，输出仅在关闭管道后显示(即在 kill %1 之后)。我开始怀疑某种缓冲问题，所以我尝试像这样禁用它:

std::ifstream pipe;
pipe.rdbuf()->pubsetbuf(0, 0);
pipe.open("out");

通过此更改，应用程序在第一个 echo 之后不输出任何内容，然后在第二个 echo(“嘿”)之后打印出第一条消息，并继续这样做, 总是滞后一条消息并显示前一个 echo 的消息而不是执行的消息。最后一条消息只有在关闭管道后才会显示。

我发现在 macOS 上 g++ 基本上是 clang++，如g++ --version 产生:“Apple LLVM 版本 10.0.1 (clang-1001.0.46.3)”。使用 Homebrew 安装真正的 g++ 后，示例程序可以正常运行，就像在 Linux 上一样。

出于各种原因，我正在构建一个基于命名管道的简单 IPC 库，因此目前对我来说，这几乎是一个要求。

使用 LLVM 时出现这种奇怪行为的原因是什么？(更新:这是由 libc++ 引起的)

这是一个错误吗？

C++ 标准是否以某种方式保证了这种在 g++ 上的工作方式？

如何使用 clang++ 使此代码段正常工作？

更新:

这似乎是由 getline() 的 libc++ 实现引起的。相关链接:

• Why does libc++ getline block when reading from pipe, but libstdc++ getline does not?
• https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=23078

问题仍然存在。

Answer 1

我通过将 POSIX getline() 包装在一个简单的 C API 中并简单地从 C++ 调用它来解决这个问题。代码是这样的:

typedef struct pipe_reader {
    FILE* stream;
    char* line_buf;
    size_t buf_size;
} pipe_reader;

pipe_reader new_reader(const char* pipe_path) {
    pipe_reader preader;
    preader.stream = fopen(pipe_path, "r");
    preader.line_buf = NULL;
    preader.buf_size = 0;
    return preader;
}

bool check_reader(const pipe_reader* preader) {
    if (!preader || preader->stream == NULL) {
        return false;
    }
    return true;
}

const char* recv_msg(pipe_reader* preader) {
    if (!check_reader(preader)) {
        return NULL;
    }
    ssize_t read = getline(&preader->line_buf, &preader->buf_size, preader->stream);
    if (read > 0) {
        preader->line_buf[read - 1] = '\0';
        return preader->line_buf;
    }
    return NULL;
}

void close_reader(pipe_reader* preader) {
    if (!check_reader(preader)) {
        return;
    }
    fclose(preader->stream);
    preader->stream = NULL;
    if (preader->line_buf) {
        free(preader->line_buf);
        preader->line_buf = NULL;
    }
}

这适用于 libc++ 或 libstdc++。