如何将数据写入stdin以供等待stdin输入的单独线程使用？

Posted 2021-04-04

我试图从主线程的单独线程中读取stdin中的一些数据。主线程应该能够通过写入stdin来与这个等待线程进行通信，但是当我运行测试代码（包括在下面）时，没有任何事情发生，除了消息（我的测试代码中的'do_some_work'）直接打印在终端上而不是从等待线程输出。

我已尝试过在SO上列出的几个解决方案但没有成功。我的代码模仿了以下SO问题中的一个解决方案，并且它本身可以完美地工作，但是当与我的read_stdin_thread结合时，它没有。

Is it possible to write data into own stdin in Linux

#include <unistd.h>
#include <string>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <thread>

bool terminate_read = true;

void readStdin() {

    static const int INPUT_BUF_SIZE = 1024;
    char buf[INPUT_BUF_SIZE];

    while (terminate_read) {
        fd_set readfds;
        struct timeval tv;
        int data;

        FD_ZERO(&readfds);
        FD_SET(STDIN_FILENO, &readfds);
        tv.tv_sec=2;
        tv.tv_usec=0;
        int ret = select(16, &readfds, 0, 0, &tv);
        if (ret == 0) {
            continue;
        } else if (ret == -1) {
            perror("select");
            continue;
        }
        data=FD_ISSET(STDIN_FILENO, &readfds);
        if (data>0) {
            int bytes = read(STDIN_FILENO,buf,INPUT_BUF_SIZE);
            if (bytes == -1) {
                perror("input poll: read");
                continue;
            }
            if (bytes) {
                std::cout << "Execute: " << buf << std::endl;
                if (strncmp(buf, "quit", 4)==0) {
                    std::cout << "quitting reading from stdin." << std::endl;
                    break;
                }
                else {
                    continue;
                }
            }
        }
    }
}

int main() {
    std::thread threadReadStdin([] () {
        readStdin();
    });

    usleep(1000000);
    std::stringstream msg;
    msg << "do_some_work" << std::endl;
    auto s = msg.str();
    write(STDIN_FILENO, s.c_str(), s.size());
    usleep(1000000);

    terminate_read = false;
    threadReadStdin.join();

    return 0;
}

一个代码片段说明了如何写入stdin反过来又被threadReadStdin读取，这将非常有用。

非常感谢！

编辑：

有一件事我忘记在这里提到readStdin（）中的代码是第三方代码，任何类型的通信都必须遵循其条款。

此外，我很容易将std :: cin和std :: cout重定向到fstream或stringstream。问题是，当我写入重定向的cin缓冲区时，读取线程上没有真正出现的内容。

Aaditi：

这是一个单一的流程应用程序，并且产生不是一种选择。

答案

如果要使用管道在同一程序中的不同线程之间进行通信，则不应尝试使用stdin或stdout。相反，只需使用pipe函数创建自己的管道。我将逐步指导您完成这项工作！

Opening the channel

让我们创建一个辅助函数来使用pipe打开通道。该函数通过引用采用两个整数 - 读取结束和写入结束。它尝试打开管道，如果不能，则会输出错误。

#include <unistd.h>
#include <cstdio>
#include <thread>
#include <string>

void open_channel(int& read_fd, int& write_fd) {
    int vals[2];
    int errc = pipe(vals); 
    if(errc) {
        fputs("Bad pipe", stderr); 
        read_fd = -1;
        write_fd = -1; 
    } else {
        read_fd = vals[0];
        write_fd = vals[1]; 
    }
}

Writing a message

接下来，我们定义一个函数来编写消息。此函数以lambda的形式给出，以便我们可以将它直接传递给线程。

auto write_message = [](int write_fd, std::string message) {
    ssize_t amnt_written = write(write_fd, message.data(), message.size());
    if(amnt_written != message.size()) {
        fputs("Bad write", stderr); 
    }
    close(write_fd); 
}; 

Reading a message

我们还应该创建一个阅读消息的功能。阅读消息将在另一个线程上完成。这个lambda读取一个类型的消息1000字节，并将其打印到标准输出。

auto read_message = [](int read_fd) {
    constexpr int buffer_size = 1000; 
    char buffer[buffer_size + 1]; 
    ssize_t amnt_read; 
    do {
        amnt_read = read(read_fd, &buffer[0], buffer_size);
        buffer[amnt_read] = 0; 
        fwrite(buffer, 1, amnt_read, stdout); 
    } while(amnt_read > 0); 
};

Main method

最后，我们可以编写主要方法。它打开通道，将消息写入一个线程，并在另一个线程上读取它。

int main() {
    int read_fd;
    int write_fd;
    open_channel(read_fd, write_fd); 

    std::thread write_thread(
        write_message, write_fd, "Hello, world!"); 
    std::thread read_thread(
        read_message, read_fd); 
    write_thread.join(); 
    read_thread.join(); 
}

另一答案

在@Jorge Perez，@ Remy Lebeau和@Kamil Cuk的非常建设性的回应的帮助下，我似乎偶然发现了答案。该解决方案基于@Jorge Perez非常有用的代码。为简洁起见，我不包括整个代码，但部分来自我发布的代码，其中很大一部分来自@Jorge Perez的代码。

我所做的是采用他的方法使用管道并用管道读取fd替换STDIN_FILENO使用dup。以下链接非常有用：

https://en.wikipedia.org/wiki/Dup_(system_call)

鉴于我在生产环境代码中遇到的限制，我非常感谢您对这是一个黑客还是一个足够好的方法/解决方案的意见。

int main() {
    int read_fd;
    int write_fd;

    open_channel(read_fd, write_fd); 

    close(STDIN_FILENO);
    if(dup(read_fd) == -1)
        return -1;

    std::thread write_thread(write_message, write_fd, "Whatsup?"); 
    std::thread threadReadStdin([] () {
        readStdin();
    });

    write_thread.join(); 
    threadReadStdin.join();

    return 0;
}