在没有系统调用（管道）的线程之间使用 std::istream 和 std::ostream

Posted 2023-02-17

【中文标题】在没有系统调用（管道）的线程之间使用 std::istream 和 std::ostream

【英文标题】：Use std::istream and std::ostream between threads without system calls (pipe)

【发布时间】：2019-10-05 21:48:40

【问题描述】：

我正在寻找一种使用<iostream> 语义在线程之间创建通信流的简单方法。我正在寻找类似以下的内容：

#include <iostream>
#include <thread>

void thread1(std::istream from_main, std::ostream to_main) 
    std::string s;
    from_main >> s;
    to_main << "Received:" << s << std::endl;

int main() 
   std::istream from_thread;
   std::ostream to_thread;
   std::thread t(thread1, to_thread, from_thread);
   to_thread << "Hi-Thread\n";
   std::string s;
   from_thread >> s; // Received:Hi-Thread
   t.join();

有没有不使用pipe、创建文件描述符和用系统调用填充代码的简单方法？

【问题讨论】：

我很好奇您为什么需要管道、fds 和系统调用来执行此操作？一切都在同一个进程中，所以你可以有一个消息队列和一个锁，对吧？这里的用例是什么？

@ggorlen 是的，但我想念整个std::stream 语义，这非常好。

你的队列可以覆盖<< 和>> 运算符。

@ggorlen 我当然可以，但这会给我带来各种错误的可能性。如果没有更标准的解决方案，我会感到非常惊讶。

似乎定义一个具有必要行为的std::streambuf 的子类相当简单。你可以构造一个 istream 和 ostream 来引用它。

【参考方案1】：

看起来您需要的是一个单生产者、单消费者 (SPSC) 队列，可能是无锁的。我会从这个开始，如果你觉得非常需要构建语法糖来使operator<< 意味着spsc_queue::push_back，稍后再添加。不要从 C++ operator << 语法的角度出发，然后认为“哦，这意味着 std::ostream”，然后会导致“让我们自定义 streambuf。”

保持简单。 SPSC queue.