如何解除阻塞已删除命名管道上的线程阻塞？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何解除阻塞已删除命名管道上的线程阻塞？

【英文标题】：How to unblock a thread blocking on a deleted named pipe?

【发布时间】：2019-08-02 19:25:49

【问题描述】：

我有一个 Python 程序，它将命名管道用于各种目的。 每个管道都由不同的线程管理，因此不会阻塞主线程。

假设我有一个线程阻塞了对open('in', 'rb') 的调用，其中in 是命名管道的相对路径。 如果我想关闭我的程序，我会使用这样的东西来解除我的线程与另一个线程的阻塞：

with suppress(OSError):
    fd = os.open('in', O_WRONLY | O_NONBLOCK)
    os.close(fd)

这只是以写入模式打开管道，以便open 上的线程阻塞可以继续，然后关闭它。我使用O_NONBLOCK 来避免在另一个线程已经终止的情况下阻塞（并忽略潜在的OSError）。

这工作正常，直到有人决定删除命名管道 in 而我的线程阻塞在 open 上。 在这种情况下，我不能使用我的“尝试以非阻塞模式打开管道并关闭它”方法，因为管道在文件系统上不再可见（并且非阻塞打开只会创建一个全新的管道）。

除了杀死线程之外，这个问题的正确解决方案是什么？ 请注意，我无法阻止其他进程删除管道，并且权限也无济于事（删除进程可以以 root 身份运行）。

【问题讨论】：

最坏的情况我可以使用非阻塞打开来轮询管道，而不是在打开它时显式阻塞，但我发现阻塞方法更优雅，因为轮询需要浪费 CPU 周期并引入了时间因素。

您的问题听起来像一个 XY 问题（到底为什么有人会首先使用命名管道？）。但是如果你设置了一个信号处理程序，发送信号将中断阻塞的 open() 系统调用，让你的程序在处理完 EINTR 错误后继续。所以你可以发送一个信号而不是那个打开/关闭技巧。

@mosvy 我必须使用命名管道（说来话长）。在 Python (3.7) 中可以做到这一点吗？文档说：“Python 信号处理程序总是在 Python 主线程中执行，即使信号是在另一个线程中接收到的。这意味着信号不能用作线程间通信的手段。”

信号处理程序不需要做任何事情；只是为了中断 open() 系统调用。请参阅“答案”（我不是 python 程序员，所以这可能不是最好的方法）。另一个想法是使用 O_RDWR 打开命名管道（这将不会阻塞）——但在这种情况下，您无法通过 EOF 确定作者何时关闭了管道的末端。跨度>

似乎没有办法a）在python中获取真正的线程ID（为了向特定线程发送信号所必需的）和b）在python3中处理EINTR - 所有系统调用都将是由解释器手动重新启动（尽管在 python2 中仍然可以）。因此，唯一的解决方法是以读写模式打开命名管道（所有现代系统都支持）。

【参考方案1】：

我已经通过使用os.open('in', O_RDONLY | O_NONBLOCK) 解决了我的问题，即使管道的另一端没有写入器，它也会产生一个文件描述符。

一旦我有一个有效的文件描述符可供读取，我就可以将它提供给select() 系统调用以阻塞，直到有东西要读取。

为了处理“如果有人在我阻塞时从文件系统中删除管道怎么办”问题，我使用了pipe() 系统调用来获取一个未命名的管道（Python 版本只产生 2 个文件管道两端的描述符）。

我还将这个未命名管道的读取描述符提供给select() 调用，所以任何时候我想停止我的程序，我只需通过写入未命名管道的写入描述符来解除阻塞select()，而不管发生了什么使用命名管道。