c++ - 在 C++ 中，当 cin 是 bash heredoc 时调用 fork 会导致重复输入片段

Question

我正在用 C++ 实现一个类似 shell 的程序。它有一个循环，从 cin 中读取、 fork 并等待子节点。

如果输入是交互式的或者是从另一个程序通过管道传输的，这可以正常工作。但是，当输入是 bash heredoc ，程序会重新读取部分输入(有时是无限期的)。

我了解子进程继承父进程的文件描述符，包括共享文件偏移量。但是，这个例子中的 child 没有从 cin 中读取任何内容，所以我认为它不应该触及偏移量。我有点不明白为什么会这样。

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test.cpp:

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    std::string line;
    while (std::getline(std::cin, line)) {
        pid_t pid = fork();
        if (pid == 0) { // child
            break; // exit immediately
        }
        else if (pid > 0) { // parent
            waitpid(pid, nullptr, 0);
        }
        else { // error
            perror("fork");
        }

        std::cout << getpid() << ": " << line << "\n";
    }
    return 0;
}

我编译如下:

g++ test.cpp -std=c++11

然后我运行它:

./a.out <<EOF
hello world
goodbye world
EOF

输出:

7754: hello world
7754: goodbye world
7754: goodbye world

如果我在输入命令中添加第三行 foo bar，程序就会陷入无限循环:

13080: hello world
13080: goodbye world
13080: foo bar
13080: o world
13080: goodbye world
13080: foo bar
13080: o world
[...]

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版本:

• Linux 内核:4.4.0-51-generic
• Ubuntu:16.04.1 LTS(xenial)
• bash:GNU bash，版本 4.3.46(1)-release (x86_64-pc-linux-gnu)
• gcc: g++ (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4) 5.4.0 20160609

Answer 1

我能够重现这个问题，不仅使用heredoc，还使用标准文件重定向。

这是我使用的测试脚本。在第一种和第二种情况下，我都得到了第二行输入的重复。

./a.out < Input.txt
echo

cat Input.txt | ./a.out
echo

./a.out <<EOF
hello world
goodbye world
EOF

在退出子进程之前关闭 stdin 似乎可以消除这两个问题。

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <limits>

int main(int argc, char **argv)
{
    std::string line;
    while (std::getline(std::cin, line)) {
        pid_t pid = fork();
        if (pid == 0) { // child
            close(STDIN_FILENO);
            break; // exit after first closing stdin
        }
        else if (pid > 0) { // parent
            waitpid(pid, nullptr, 0);
        }
        else { // error
            perror("fork");
        }

        std::cout << getpid() << ": " << line << "\n";
    }
    return 0;
}