如何避免并行命名管道的死锁？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何避免并行命名管道的死锁？

【英文标题】：how to avoid deadlock with parallel named pipes?

【发布时间】：2015-02-04 02:00:53

【问题描述】：

我正在处理a flow-based programming system called net2sh。它目前基于通过命名管道连接的 shell 工具。多个进程协同工作以完成工作，通过命名管道进行通信，这与工厂中的生产线不同。

总的来说，它运行良好，但存在一个主要问题。在进程通过两个或多个命名管道进行通信的情况下，“发送”进程和“接收”进程必须以相同的顺序打开管道。这是因为当一个进程打开一个命名管道时，它会阻塞直到另一端也被打开。

我想要一种方法来避免这种情况，无需为每个管道生成额外的“帮助”进程，无需破解现有组件，也无需为了避免此问题而弄乱程序网络。

理想情况下，我正在寻找一些“非阻塞 fifo”选项，其中 fifo 上的“open”总是立即成功，但如果管道缓冲区已满（或为空，用于读取），后续操作可能会阻塞......我' d 甚至考虑使用内核补丁来达到这种效果。根据 fifo(7) O_NONBLOCK 在打开 fifos 时确实做了一些不同的事情，而不是我想要的，为了使用它，我必须重写所有现有的 shell 工具，例如 cat。

这是一个死锁的最小示例：

mkfifo a b
(> a; > b; ) &
(< b; < a; ) &
wait

如果你能帮助我明智地解决这个问题，我将非常感激！

【参考方案1】：

这里有一个很好的描述使用 O_NONBLOCK 和命名管道：How do I perform a non-blocking fopen on a named pipe (mkfifo)?

听起来您希望它在您的整个环境中工作而无需更改任何 C 代码。因此，一种方法是将LD_PRELOAD 设置为某个共享库，该库包含open(2) 的包装器，只要pathname 引用命名管道，就会将O_NONBLOCK 添加到flags。

使用LD_PRELOAD 覆盖库函数的简明示例如下：https://www.technovelty.org/c/using-ld_preload-to-override-a-function.html

这是否真的在实践中有效而不会破坏其他任何东西，您必须自己找出答案（请告诉我们！）。

【讨论】：

谢谢，这是个好主意。我想我将不得不做一些额外的hackery，而不仅仅是添加 O_NONBLOCK 来打开，但它可能是可行的。非常感激。 LD_PRELOAD 虽然有点邪恶，但比修补内核更安全、更简单！