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在 Python 3 Web 应用程序中,我需要 shell out 到一个处理图像的命令行实用程序,将其输出写入命名管道 (fifo),然后将该输出(管道的内容)解析为PIL/枕头图片。这是基本流程(工作代码很长而且没有错误!):
from os import mkfifo
from os import unlink
from PIL import Image
from subprocess import DEVNULL
from subprocess import PIPE
from subprocess import Popen
fifo_path = '/tmp/myfifo.bmp'
cmd = '/usr/bin/convert -resize 100 /path/to/some.tif ' + fifo_path
# make a named pipe
mkfifo(fifo_path)
# execute
proc = Popen(cmd, stdout=DEVNULL, stderr=PIPE, shell=True)
# parse the image
pillow_image = Image.open(fifo_path)
# finish the process:
proc_exit = proc.wait()
# remove the pipe:
unlink(fifo_path)
# just for proof:
pillow_image.show()
(在上面的示例中,我已经用 ImageMagick 替换了我实际必须使用的实用程序,只是因为您不太可能拥有它——它根本不会影响问题。)
这在大多数情况下都很好用,我可以处理大多数异常(为清楚起见,上面省略了),但有一种情况我无法弄清楚如何处理,即如果出现问题该怎么办shellout,导致空管,例如如果图像不存在或由于某种原因损坏,例如:
fifo_path = '/tmp/myfifo.bmp'
cmd = '/usr/bin/convert -resize 100 /path/to/some/bad_or_missing.tif ' + fifo_path
# make a named pipe
mkfifo(fifo_path)
# execute
proc = Popen(cmd, stdout=DEVNULL, stderr=PIPE, shell=True)
# parse the image
pillow_image = Image.open(fifo_path) # STUCK
...
应用程序只是卡在这里,因为我无法到达 proc_exit = proc.wait()
我无法设置 timeout
(例如 proc_exit = proc.wait(timeout=2)
),这是我通常会做的。
我试过将整个业务包装在上下文管理器中,类似于 this answer ,但该配方不是线程安全的,这是一个问题,当我加入线程或进程(不是我的强项,但像这样):
from multiprocessing import Process
from os import mkfifo
from os import unlink
from PIL import Image
from subprocess import DEVNULL
from subprocess import PIPE
from subprocess import Popen
def do_it(cmd, fifo_path):
mkfifo(fifo_path)
# I hear you like subprocesses with your subprocesses...
sub_proc = Popen(cmd, stdout=DEVNULL, stderr=PIPE, shell=True)
pillow_image = Image.open(fifo_path)
proc_exit = sub_proc.wait()
unlink(fifo_path)
fifo_path = '/tmp/myfifo.bmp'
cmd = '/usr/bin/convert -resize 100 /path/to/some/bad_or_missing.tif ' + fifo_path
proc = Process(target=do_it, args=(cmd, fifo_path))
proc.daemon = True
proc.start()
proc.join(timeout=3) # I can set a timeout here
# Seems heavy anyway, and how do I get pillow_image back for further work?
pillow_image.show()
希望这些能说明我的问题和我尝试过的方法。提前致谢。
最佳答案
When attempting to read from an empty pipe or FIFO:
If no process has the pipe open for writing, read() shall return 0 to indicate end-of-file.
Image.open(fifo_path)
可能卡住当且仅当命令终止而在被阻止时打开 fifo_path
进行写入。
Normally, opening the FIFO blocks until the other end is opened also.
这是一个正常的序列:
cmd
在尝试打开 fifo_open
进行写入时阻塞Image.open()
may read until EOF cmd
关闭它的管道末端。您的代码收到 EOF,因为没有其他进程打开 FIFO 进行写入并且 Image.open(fifo_path)
返回。
cmd
的管道末端由于成功完成或错误而关闭的原因并不重要,cmd
是突然终止还是不是:只要它的末端是封闭的。
您的进程是否调用proc.wait()
并不重要。 proc.wait()
不会终止 cmd
。 proc.wait()
不会阻止管道的另一端打开或关闭。 proc.wait()
唯一要做的就是等待子进程死亡和/或返回已死亡子进程的退出状态。
这是死锁案例:
Image.open()
时,cmd
甚至不会出于任何原因尝试打开 fifo_open
进行写入,例如,没有/usr/bin/convert
,错误的命令行参数,错误/无输入等fifo_open
未打开以进行写入,因此 Image.open(fifo_open)
永远卡在尝试打开它以进行读取.
您可以在后台线程中打开 FIFO 进行写入,并在父进程打开 FIFO 进行读取时关闭它:
#!/usr/bin/env python3
import contextlib
import os
import subprocess
import sys
import textwrap
import threading
fifo_path = "fifo"
with contextlib.ExitStack() as stack:
os.mkfifo(fifo_path)
stack.callback(os.remove, fifo_path)
child = stack.enter_context(
subprocess.Popen([
sys.executable, '-c', textwrap.dedent('''
import random
import sys
import time
if random.random() < 0.5: # 50%
open(sys.argv[1], 'w').write("ok")
else:
sys.exit("fifo is not opened for writing in the child")
'''), fifo_path
]))
stack.callback(child.kill)
opened = threading.Event() # set when the FIFO is opened for reading
threading.Thread(target=open_for_writing, args=[fifo_path, opened, child],
daemon=True).start()
pipe = stack.enter_context(open(fifo_path)) # open for reading
opened.set() # the background thread may close its end of the pipe now
print(pipe.read()) # read data from the child or return in 3 seconds
sys.exit(child.returncode)
在 EOF 时, child 被杀死。
在 open_for_writing()
打开 FIFO 的地方,解锁 open(fifo_path)
进而可以关闭它。为避免 pipe.read()
返回得太快,它给 child 3 秒时间打开 FIFO 进行写入:
def open_for_writing(path, opened, child):
with open(path, 'w'):
opened.wait() # don't close until opened for reading in the main thread
try:
child.wait(timeout=3) # the child has 3 seconds to open for writing
except subprocess.TimeoutExpired:
pass
如果您确定子进程要么尝试打开 FIFO 要么最终退出(或者您可以在子进程运行时挂起 Python 进程,那么您可以放弃超时并使用 child.wait( )
而不是 child.wait(timeout=3)
。有了这个更改,就没有任意超时了,代码可以在任意慢的系统上运行(无论出于何种原因)。
该代码演示了为什么应该尽可能避免使用线程,或者为什么应该更喜欢已建立的模式(不太通用但可以保证正常工作),例如通过通信进行同步。
答案中的代码应该适用于各种情况,但各个部分错综复杂。在非常具体的案例出现之前,即使是很小的变化也可能不会产生明显的影响。
关于python - 防止从空 FIFO 中读取数据阻塞,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/40352825/
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