c - C 中的无限管道

Question

我不确定为什么 waitpid() 会永久挂起。我假设 forks 应该在 execvp() 完成后终止并返回父进程。这没有发生。如果我注释掉 waitpid()，初始输出是正确的，但程序开始出现意外行为。

编辑
- execFirst() 处理列表中第一个命令的执行
- execMid() 处理列表中不是第一个或最后一个命令的任何命令的执行
- execLast() 处理列表中最后一个命令的执行

// Closes pipe
void closePipe(int *pPipe){
    close(pPipe[0]);
    close(pPipe[1]);

    return;
}

// Opens the read end of pPipe and closes the write end
// @Private
void readFromPipe(int *pPipe){
    dup2(pPipe[0],0);
    close(pPipe[1]);
    close(pPipe[0]);

    return;
}

// Opens the write end of pPipe and closes the read end
// @Private
void writeToPipe(int *pPipe){
    dup2(pPipe[1],1);
    close(pPipe[0]);
    close(pPipe[1]);

    return;
}
// @Private
void execLast(sSettings *pSettings_, sCommand *pCommand, int iPipe[]){
    readFromPipe(iPipe);
    _execvp(pSettings_, pCommand);
}

// @Private
void execMid(sSettings *pSettings_, sCommand *pCommand, int iPipe1[], int iPipe2[]){
    readFromPipe(iPipe1);
    writeToPipe(iPipe2);
    _execvp(pSettings_, pCommand);
}

// @Private
void execFirst(sSettings *pSettings_, sCommand *pCommand, int iPipe[]){
    writeToPipe(iPipe);
    _execvp(pSettings_, pCommand);
}

void execIndefDepthPipe(sSettings *pSettings_, sCommandList *pCommandList_){
    int iPipe1[2];
    int iPipe2[2];

    int iStatus, iProcessId, iNumCommands = pCommandList_->iSize;
    _pipe(pSettings_, iPipe1);
    _pipe(pSettings_, iPipe2);

    sCommand *pCommand;
    do{
        pCommand    = popHeadNode(pCommandList_);
        iProcessId  = _fork(pSettings_);

        if(iProcessId){ // If Parent
            // continue; // Do nothing
            waitpid(iProcessId, &iStatus, WUNTRACED); // It waits forever. I don't know why.
        }
        else { // Execute the commands as a child
            if(pCommand != NULL) {
                if(pCommandList_->iSize == (iNumCommands-1)) { // Exec First
                    //closePipe(iPipe2);
                    execFirst(pSettings_, pCommand, iPipe1);
                }
                else if(pCommandList_->iSize == 0) { // Exec Last
                    closePipe(iPipe1);
                    execLast(pSettings_, pCommand, iPipe2);
                }
                else { // Exec mid
                    execMid(pSettings_, pCommand, iPipe1, iPipe2);
                }
            }
            _exit(0);
        }
    } while(pCommand != NULL);

    return;
}

Answer 1

It is my assumption that the forks should terminate and return back to the parent process after the execvp() is done

如果你的意思和我想的一样，那你就错了。 exec 系列函数不会破坏子进程。他们将在子进程中执行的程序换成另一个，但进程保持不变。特别是，在 exec 调用的程序终止之前，该进程的 waitpid 不会返回。

如果您只是创建一个无需父进程的进一步帮助即可运行完成的子进程，这会很好。但是您正在尝试建立管道。您不能期望管道中的任何进程在它们全部完成之前终止。您尤其不能期望管道中的第一个进程在第二个进程创建之前终止。但这正是您的代码所做的:它在创建第二个进程之前等待第一个进程终止——与此同时，第一个进程已填满其管道并正在等待第二个进程读取它之前的一些数据可以继续。死锁。

您需要做的是在等待任何进程之前创建所有进程。您已经获得了所需的两个循环之一。不是在您调用的地方调用 waitpid，而是将进程 ID 保存在数据结构中并转到下一次迭代。然后，在使用完整个“命令列表”后的第二个 循环中，在不指定任何特定进程 ID 的循环中调用 waitpid等待；当每个进程终止时，从保存它们的数据结构中删除它的 ID；当该数据结构为空时，您就完成了。

此外，您需要检查每个系统调用 是否有错误，close 除外。 (这是 POSIX 中的一个错误，允许 close 失败；如果传递的文件描述符编号最初未打开，Unix 的明智实现只会返回错误，我还没有遇到一个需要关心那个的程序。如果你需要确保数据已经写入磁盘，你需要调用fsync before close; 但在管道上执行 fsync 是没有意义的。)

当我在这里时，对良好编程风格的一些观察:(1) 如果您停止使用匈牙利语前缀，您的代码将更易于阅读。 (1a) 标识符末尾无意义的下划线按照约定保留给宏内部定义的变量，C 没有宏卫生。 (1b) 以下划线开头的函数名由 C 标准保留，供 C 库内部使用；您围绕 fork 的包装器应命名为 forkWithSettings - 描述性更强的东西会更好，但不知道这个设置对象中的所有内容我无法提出任何建议。 (2) 在宏伟的计划中放置花括号并不重要，但看在 Ghu 的份上，选择一种样式并在整个文件中始终如一地使用它。