c - 多个子进程在同一管道上读/写

Question

我目前正在学习在 Linux 环境中使用 C 进行套接字编程。作为一个项目，我正在尝试编写一个基本的聊天服务器和客户端。

目的是让服务器为每个连接的客户端派生一个进程。

我遇到的问题是读取一个 child 的数据并将其写入所有连接的客户端。

我试图通过在等待数据到达套接字或管道读取端的子项中循环调用 select 来实现此目的。如果它到达套接字，其想法是它写入管道的写入端，这会导致 select 返回管道的读取端以准备读取。

因为这个管道在所有 child 之间共享，所以每个 child 都应该读取管道上的数据。这不起作用，因为数据管道似乎不能由每个子进程同时读取，并且在读取调用中“错过”数据 block 的子进程。

下面是执行此操作的子进程中的代码:

for( ; ; )
{
  rset = mset;
  if(select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL) > 0)
  {
    if(FD_ISSET(clientfd, &rset))
    {
      read(clientfd, buf, sizeof(buf));
      write(pipes[1], buf, strlen(buf));
    }
    if(FD_ISSET(pipes[0], &rset))
    {
      read(pipes[0], buf, sizeof(buf));
      write(clientfd, buf, sizeof(buf));
    }
  }
}

我假设我目前使用的方法根本行不通。从一个客户端接收到的消息是否可以通过 IPC 写入所有其他连接的客户端？

谢谢

Answer 1

为了解决 child 从管道读取的数据多于应有数据的问题(反过来又让另一个 child “卡住”试图从空管道读取数据)，您可能应该考虑使用 POSIX 消息在父进程和单个子进程之间使用队列或单个管道，而不是在父进程和子进程之间进行通信的单个全局管道。就目前而言，当服务器写入管道以与其子级通信时，它实际上无法准确控制在任何给定时间哪个子级将从管道中读取，因为操作系统对进程的调度是不确定的.换句话说，如果没有某种类型的同步机制或读/写障碍，如果服务器写入管道，您的代码中没有任何内容可以阻止一个 child “跳过”读取，以及第二个 child 进行双重读取，让另一个应该从服务器获取广播数据的 child 饿死，因此被阻止。

解决这个问题的一个简单方法可能是在父级和单个子级之间共享一个私有(private)管道。因此，在服务器中，子进程可以从客户端读取数据，将数据发送回父进程，然后父进程可以使用为所有子进程积累的整个管道描述符列表，写回每个单独的子进程然后将广播消息发送回每个客户端。没有 child 会“饿死”数据，因为不可能被另一个子进程重复读取。每个管道上只有一个读取器/写入器，并且通信是确定性的。

如果您不想为服务器父进程中的每个子进程处理多个管道，您可以使用使用 POSIX 消息队列(在 mqueue.h 中找到)的全局消息队列。使用这种方法，如果一个 child 捕获了一条它不应该拥有的消息(即，您需要传递一个包含某种类型的 ID 值的 struct)，它会将消息放回队列并尝试读取另一条消息......这在速度方面不如直接管道方法那么有效，但它允许您写回未指定给当前 child 的消息，而不会出现交错的复杂情况通过全局管道或 FIFO 机制进行。