我的 C++ 程序如何等到对命名管道进行新的写入？

Posted 2023-02-16

【中文标题】我的 C++ 程序如何等到对命名管道进行新的写入？

【英文标题】：How can my C++ program wait until a new write has been made to the named pipe?

【发布时间】：2021-03-18 14:43:40

【问题描述】：

我在 C++ 中有两个独立的程序，一个以不可预测的间隔写入两个命名管道，另一个应该等待从管道中读取新内容，只要可用。为简单起见，这里我的作者只写了两次管道（第一次：“One”“Tree”，第二次：“Two”“Fogs”）。

我的作家计划是：

#include <unistd.h>
#include <iostream>

int main()

    int fd1, fd2;
    const char* myfifo1 = "/tmp/myfifo1";
    const char* myfifo2 = "/tmp/myfifo2";

    mkfifo(myfifo1, 0666);
    mkfifo(myfifo2, 0666);

    fd1 = open(myfifo1, O_WRONLY);
    fd2 = open(myfifo2, O_WRONLY);

    write(fd1, "One", sizeof("One"));
    write(fd2, "Tree", sizeof("Tree"));

    sleep(5);

    write(fd1, "Two", sizeof("Two"));
    write(fd2, "Fogs", sizeof("Fogs"));

    close(fd1);
    close(fd2);

    unlink(myfifo1);
    unlink(myfifo2);
   

我的阅读器程序是：

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

#define MAX_BUF 1024

int main()

    int fd1, fd2;
    const char * myfifo1 = "/tmp/myfifo1";
    const char * myfifo2 = "/tmp/myfifo2";
    char buf1[MAX_BUF], buf2[MAX_BUF];
    
    fd1 = open(myfifo1, O_RDONLY);
    fd2 = open(myfifo2, O_RDONLY);
    
    while (1) 
        read(fd1, buf1, MAX_BUF);
        read(fd2, buf2, MAX_BUF);
        
        printf("Received: %s\n", buf1);
        printf("Received: %s\n", buf2);
    

    close(fd1);
    close(fd2);
    return 0;

我不希望读取器终止或关闭读取之间的连接，我需要它保持活动状态并等待写入器在命名管道中写入新内容。 但是，通过同时运行这两个程序（在不同的内核中，首先是编写器，然后是读取器），我得到：

Received: One
Received: Tree
Received: Two
Received: Fogs
Received: Two
Received: Fogs
Received: Two
Received: Fogs
Received: Two
Received: Fogs
      ...
      ...

想要的行为是：

Received: One
Received: Tree
Received: Two
Received: Fogs

然后什么都没有（读者应该等待另一个写入）。

我知道我应该在读取缓冲区后以某种方式清除它，但这不是读取的默认行为吗？既然读完了《二》（还有《迷雾》），为什么还要一直读，不等新内容呢？

我应该进行哪些修改？

非常感谢您！

【问题讨论】：

管道被写入程序破坏。没有什么可以等待的。 read 不再阅读旧消息，它出错了。如果您检查每个 I/O 操作的结果，您就会知道，这是您应该做的。

您可能也有兴趣查看select，而不是让您的读者忙于等待新消息。

读出错误，你的程序不会寻找错误，因为出现错误，buf1和buf2的内容没有更新，所以你的程序打印旧的内容。

您的帖子被标记为 C++，但代码是 C。您的意思是将其标记为 C 吗？

@NathanPierson 它是阻塞读取而不是忙等待。但稍微复杂一点的应用程序会使用select() 同时阻塞多个管道，以便其中一个可用。

【参考方案1】：

关闭管道将文件结束信号发送到另一端。

read 在遇到文件结束条件时将读取零字节（并返回零）。文件结尾之后的任何后续读取都是空操作。

如果要继续从同一个管道读取，需要检查read的结果，如果返回零，关闭管道再打开。

如果您需要其他人继续使用它，当然不应该unlink 管道。

还有一点需要注意：read (1) 不会以 0 字节终止缓冲区，并且 (2) 不一定会读取单个 write 写入的确切字节数。您应该自己检测消息结束，而不是依靠read 和write 为您完成。 read 完全有可能读取字符串的一半而没有终止空字符，然后您的 printf 将打印垃圾。

【讨论】：

当阅读器不知道应该读取的字节数时，如何检测到消息结束？一种方法是作者计算此数字并在消息之前将其发送给读者。还有另一种更简单的方法吗？请帮忙。谢谢。

API 中没有消息。您需要设计一个实现消息的协议。在消息长度之后发送消息是一种可能的方法。如果要发送 C 字符串，您可能希望在发送端发送一个 0 终止符并在接收端 检测它，这是另一种方式。