c - 如何确保子进程最终用 C 写入数据？

Question

在 C 中，我想 fork 出一个子进程，并将其 STDIN 和 STDOUT 映射到管道。然后 parent 通过写入或读取 child 的 STDIN 和 STDOUT 与 child 进行交流。

下面的 MWE 代码显然是成功的。父线程接收到字符串“Sending some message”，我可以通过写入标准输出来向父线程发送任意消息。我也可以自由阅读来自 parent 的消息，例如扫描

问题是，一旦 execl 被 child 调用，输出似乎就停止了。我知道如果不调用 setvbuf 来取消缓冲 stdout，这段代码将无限期地挂起，所以我想调用 execl 会重新缓冲 stdout。由于子程序 ./a.out 本身是交互式的，我们遇到了子程序不会写入的竞争条件(由于缓冲)，并阻塞等待输入，而父程序 block 等待子程序在产生输入之前写入为了 child 。

有什么好的方法可以避免这种情况吗？特别是，有没有一种方法可以使用不会覆盖 stdin stdout 等属性的 exec？

int main(char* argv[], int argc){
        int mgame_read_pipe[2];
        int mgame_write_pipe[2];
        pipe(mgame_read_pipe);
        pipe(mgame_write_pipe);
        pid_t is_child = fork();
        if(is_child == -1){
                perror("Error while forking.");
                exit(1);
        }
        if(is_child==0){
                dup2(mgame_read_pipe[1], STDOUT_FILENO);
                printf("Sending some message.\n");
                dup2(mgame_write_pipe[0], STDIN_FILENO);
                setvbuf(stdin, NULL, _IONBF, 0);
                setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);
                close(mgame_read_pipe[0]);
                close(mgame_write_pipe[1]);
                execl("./a.out", "./a.out", NULL);
        }
        else{
                close(mgame_read_pipe[1]);
                close(mgame_write_pipe[0]);

                int status;
                do{
                        printf("SYSTEM: Waiting for inferior process op.\n");
                        char buf[BUFSIZ];
                        read(mgame_read_pipe[0], buf, BUFSIZ);
                        printf("%s",buf);
                        scanf("%s", buf);
                        printf("SYSTEM: Waiting for inferior process ip.\n");
                        write(mgame_write_pipe[1], buf, strlen(buf));
                } while( !waitpid(is_child, &status, WNOHANG) );
        }
}

编辑:为了完整起见，这里有一个(未经测试的)示例 a.out:

int main(){
    printf("I'm alive!");
    int parent_msg;
    scanf("%d", &parent_msg);
    printf("I got %d\n");
}

Answer 1

您的缓冲问题源于这样一个事实，即缓冲是由您正在执行的程序中的 C 标准库执行的，而不是在内核/文件描述符级别(如@Claris 所观察到的)。您无法执行任何操作来影响另一个程序自己的代码中的缓冲(除非您修改该程序)。

这实际上是任何试图自动与程序交互的人都会遇到的常见问题。

一种解决方案是使用伪 tty，这使程序认为它实际上是在与交互式终端对话，从而改变它的缓冲行为等。

This article提供了很好的介绍。那里有一个示例程序，确切地显示了如何实现您正在尝试做的事情。