这种管道实现有什么问题？

Question

我想知道这个管道的实现有什么问题。我正在尝试执行以下命令

ls |grep "main-pipe" |wc

。但是，它进入无限循环，我不明白为什么它不从标准输入读取。我还检查了在第二个过程（对于

ls

）中正确获得

grep

的输出是否正确并且是正确的。我无法弄清楚是什么导致了无限循环。你能帮我吗？

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
  if (argc > 1) {
    printf("Please don't provide additional arguments.\n");
    exit(1);
  }

  int pipe1[2];
  pipe(pipe1);

  int pid = fork();
  if (pid == 0) {
    // Write to the write end of the pipe
    close(1);
    dup(pipe1[1]);
    close(pipe1[1]);
    close(pipe1[0]);
    execlp("ls", "ls");
  }
  wait(0);

  int pipe2[2];
  pipe(pipe2);

  pid = fork();
  if (pid == 0) {
    close(0);
    dup(pipe1[0]);
    close(pipe1[0]);
    close(pipe1[1]);

    close(1);
    dup(pipe2[1]);
    close(pipe2[0]);
    close(pipe2[1]);
    execlp("grep", "grep", "main-pipe", (char *)NULL);
  }
  wait(0);

  close(0);
  dup(pipe2[0]);
  close(pipe1[0]);
  close(pipe1[1]);
  close(pipe2[0]);
  close(pipe2[1]);

  execl("wc", "wc");

  exit(0);
}

Answer 1

它进入无限循环，我不明白为什么它不从标准输入读取。

无限循环并不是无法取得进展的唯一原因。没有理由认为任何进程都无法尝试读取其标准输入。事实上，在这种情况下，尝试从标准输入读取正是阻止

grep

进程取得进展的原因。

您已经正确执行了重定向，尽管正如我在评论中指出的那样，这是许多情况下

dup2()

比

dup()

更好的选择。

主要问题是您的

wait(0)

电话。这些在语义上是不合适的，因为它们干扰了 shell 式管道的关键特征之一，即参与进程并行运行，每个进程在生成时或多或少地消耗前一个进程的输出。然而，更重要的是，

wait()

会给您带来一个实际问题，相当于进程间死锁。

你需要欣赏几件事：

作为 UNIX 样式过滤器运行的进程从其标准输入读取并处理数据，直到检测到文件结尾。通常，这样的进程将其结果发送到其标准输出，从而允许组合多个这样的进程。
```
grep
```
从标准输入读取时以这种方式工作。
fork()
中重复而发生。

pipe1
中。
ls
，另一个运行
```
grep
```
。其中每个都继承了管道末端的父级文件描述符的副本。
我在这里忽略第一个
- 。如果
```
ls
```
  的输出很长，那么这个
```
wait()
```
  可能会导致问题，管道的缓冲区已满，从而阻止
```
ls
```
  完成。但这不太可能是您的案例中实际发生的情况。
ls
将其标准输出重定向到管道的写入端，而
```
grep
```
重定向是来自管道的读取端的标准输入。
自己的多余副本。然而，此时，
父管道的两端仍然有打开的文件描述符。
当

ls

终止时，其所有打开的文件描述符都会自动关闭。这通常允许

grep

 进程观察其标准输入上的 EOF，从而自行终止。然而，这在您的程序中不会发生，因为父级仍然有一个用于该管道写入端的打开文件描述符。

同时，父级在第二个

wait()

处被阻止。与之前的

wait()

 一样，如果

grep

 产生足够大的输出来填充其输出所连接的管道的缓冲区，那么这本身就可能是一个问题。然而，在这种情况下，这是没有意义的，因为父进程推迟关闭其

pipe1

 文件描述符的副本，直到

wait()

 返回之后，而同时，

grep

 进程无法正常终止，直到父进程关闭写操作为止。该管子的末端。一旦

grep

 消耗了

ls

 的所有输出，两个进程都无法取得进展——它们陷入僵局。

您可以通过让父级在分叉第二个子级时至少关闭 pipeline1 的写入端来解决这个特定的死锁，此时父级无论如何都不再使用该管道。尽快关闭不需要的管端是良好的编程习惯，几乎是必不可少的。但是无论如何，消除

wait(0)

调用是必要的，以避免我提到的其他问题，并且这样做足以让父级尽快执行所有必要的管道端关闭，以解决死锁。

这种管道实现有什么问题？

问题描述投票：0回答：1

1个回答

最新问题

这种管道实现有什么问题？

问题描述 投票：0回答：1

1个回答

最新问题

问题描述投票：0回答：1