python pty.fork - 它是如何工作的

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【中文标题】python pty.fork - 它是如何工作的【英文标题】:python pty.fork - how does it work 【发布时间】:2011-04-30 16:07:48 【问题描述】:

http://docs.python.org/library/pty.html 说 -

pty.fork()¶ 叉。将孩子的控制终端连接到伪终端。返回值为 (pid, fd)。请注意,孩子的 pid 为 0,并且 fd 无效。 parent 的返回值是 child 的 pid,fd 是连接到 child 的控制终端(也连接到 child 的标准输入和输出)的文件描述符。

这是什么意思?每个进程都有 3 个 fd(stdin、stdout、stderr)。 现在这会影响这些 fds 吗?子进程不会有这些 fd 吗?我很困惑。--完全。

【问题讨论】:

【参考方案1】:

我想我终于得到了 Python 中pty.fork 的最小示例 - 由于我发现很难找到类似的示例,因此我将其发布在这里作为@joni 答案的说明。它本质上是基于:

pty - Python os.forkpty why can't I make it work - Stack Overflow Weird platform dependent error: Using pty.fork() CodeIdol - Thinking about Programming Python, 3rd Edition - Parallel System Tools - Pipes Python code coverage: Lib/test/test_pty.py [Patches] [ python-Patches-656590 ] /dev/ptmx support for ptys (cygwin) ("master_open() 和 slave_open 自 2.0 起已被弃用")

特别讨厌的部分是查找仍然引用已过时的master_open() 的文档;并且pty.fork不会 生成子进程这一事实,除非文件描述符(由 fork 方法返回)被父进程读取! (请注意,os.fork 中没有这样的要求)另外,os.fork 似乎更便携(阅读一些 cmets,注意到 pty.fork 在某些平台上不起作用)。

无论如何,这里首先是一个充当可执行文件的脚本 (pyecho.py)(它只是从标准输入中读取行,然后以大写形式写回):

#!/usr/bin/env python
# pyecho.py

import sys;

print "pyecho starting..."

while True:
  print sys.stdin.readline().upper()

...然后,这是实际的脚本(它要求 pyecho.py 位于同一目录中):

#!/usr/bin/env python

import sys
import os
import time
import pty

def my_pty_fork():

  # fork this script
  try:
    ( child_pid, fd ) = pty.fork()    # OK
    #~ child_pid, fd = os.forkpty()      # OK
  except OSError as e:
    print str(e)

  #~ print "%d - %d" % (fd, child_pid)
  # NOTE - unlike OS fork; in pty fork we MUST use the fd variable
  #   somewhere (i.e. in parent process; it does not exist for child)
  # ... actually, we must READ from fd in parent process...
  #   if we don't - child process will never be spawned!

  if child_pid == 0:
    print "In Child Process: PID# %s" % os.getpid()
    # note: fd for child is invalid (-1) for pty fork!
    #~ print "%d - %d" % (fd, child_pid)

    # the os.exec replaces the child process
    sys.stdout.flush()
    try:
      #Note: "the first of these arguments is passed to the new program as its own name"
      # so:: "python": actual executable; "ThePythonProgram": name of executable in process list (`ps axf`); "pyecho.py": first argument to executable..
      os.execlp("python","ThePythonProgram","pyecho.py")
    except:
      print "Cannot spawn execlp..."
  else:
    print "In Parent Process: PID# %s" % os.getpid()
    # MUST read from fd; else no spawn of child!
    print os.read(fd, 100) # in fact, this line prints out the "In Child Process..." sentence above!

    os.write(fd,"message one\n")
    print os.read(fd, 100)        # message one
    time.sleep(2)
    os.write(fd,"message two\n")
    print os.read(fd, 10000)      # pyecho starting...\n MESSAGE ONE
    time.sleep(2)
    print os.read(fd, 10000)      # message two \n MESSAGE TWO
    # uncomment to lock (can exit with Ctrl-C)
    #~ while True:
      #~ print os.read(fd, 10000)


if __name__ == "__main__":
    my_pty_fork()

嗯,希望这对某人有所帮助, 干杯!

【讨论】:

【参考方案2】:

使用 pty.fork() 的主要目的是返回的伪终端 (pty) 文件描述符可用于以不同的方式与生成的进程通信,即。通过直接写入和读取其(伪)终端 - 而不是 stdin/out/err。

还有更多信息about pty's and tty's(来自 ***)和a link to a simple example of using pty.fork()。

【讨论】:

【参考方案3】:

"and fd is a file descriptor connected to child's control terminal" --> 子进程看不出有什么区别,可以正常访问stdin/out(stderr我不知道)。唯一的区别是“管道”的另一端不是用户正在阅读/打字的终端,而是可以访问的父进程是返回的fd。

【讨论】:

【参考方案4】:

当使用pty.fork()时,子进程被告知它正在写入一个实际的终端,一个tty,就像你通常使用的一样。但是,它正在写入一个pty,一个伪终端,这是一个由另一个程序控制的 tty。

只有一个 fd,因为子程序正在向终端写入它想要的东西。这是标准输出、标准错误和任何终端转义码的组合。 stdout/stderr 在这种情况下没有任何意义,因为它们被打印到终端,并且当程序连接到 pty 时它们不能单独访问(就像当你阅读程序的输出时你无法分辨哪个流是哪个)。

如果需要,您仍然可以将 stdout 或 stderr 重定向到文件。这将在孩子运行的代码的分叉部分中完成。您可以重定向其标准流或重定向子流程的流。

这是一个基于 sdaau 答案的示例程序(他们的答案在 Python3 中不起作用)。

#!/usr/bin/env python3

import sys
import os
import time
import pty
import subprocess


def log(chars):
    sys.stdout.write("    > " + chars + "\n")


def main():

    # fork this script such that a child process writes to a pty that is
    # controlled or "spied on" by the parent process

    (child_pid, fd) = pty.fork()

    # A new child process has been spawned and is continuing from here.
    # The original parent process is also continuing from here.
    # They have "forked".

    if child_pid == 0:
        log("This is the child process fork, pid %s" % os.getpid())
        log("Child process will run a subprocess controlled by the parent process")
        log("All output, including this text, will be written to a pty and handled ")
        log("by the parent process.")
        # redirect stdout/stderr if you want to here
        subprocess.run(["bash"])

    else:
        log("This is the parent process fork, pid %s" % os.getpid())
        log("the fd being read from, %s, is not stdout nor stderr; it is " % fd)
        log("simply what the child is trying to write to its tty. ")
        log("stdout/stderr are combined along with terminal escape codes.")

        print()
        # Read initial output of child process before "typing" anything in its pty
        sys.stdout.write(os.read(fd, 1024).decode())
        print()

        # Run any bash commands you want. I/O to the fd is handled as if you are typing
        # at a terminal.
        os.write(fd, "ls\n".encode())
        os.write(fd, "which git\n".encode())
        # you can even test tab completions
        os.write(fd, "git sta\t\t".encode())
        while True:
            log("parent will read 1024 bytes that the child wrote to its pty")
            log("if no new output is available, parent will wait. Exit with ctrl+c.\n")
            # take out decode() to see raw bytes the child wrote to its pty
            sys.stdout.write(os.read(fd, 1024).decode())
            time.sleep(1)


if __name__ == "__main__":
    main()

【讨论】:

【参考方案5】:

谢谢 Joni。这就是我所理解的。当 pty.fork() 被调用时。父进程连接到 ptmx master。 parent 将等待来自键盘的输入或来自 master 的数据。

child 关闭其标准输入、标准输出和标准错误。并复制从属 stdin、stdout.stderr。 现在孩子执行了一个程序(比如 bc)。程序正在等待输入,当你输入 1+1 时——它被孩子/奴隶传递给主人(记住孩子和奴隶都有一些标准输入,标准输出,标准错误)。 master 计算它的答案“2”并写入 stdout——因为父级正在等待来自 master 的数据——它选择“2”并写入 stdout。

我在伪终端上浏览了几个不错的旧 c 程序后得出了这个结论 :) 我认为 python 的逻辑不会与它们不同。 HTH 某人。

【讨论】:

以上是关于python pty.fork - 它是如何工作的的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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