通过管道读取和写入数据

Posted 2023-02-16

【中文标题】通过管道读取和写入数据

【英文标题】：Reading and writing data through a pipe

【发布时间】：2011-09-07 13:08:10

【问题描述】：

我使用 fork() 创建了两个进程。子进程正在生成并将可变数量的数据（数组字符）连续写入管道。父进程从管道中读取数据并将接收到的数据打印到标准输出。

代码很简单：

switch (fork()) 
  case -1: 
    exit (1);
    break;
  case 0:
    close(fd[0]);
    generate_data(fd[1]);
    break;
  default:
    close(fd[1]);
    while(1) 
        n = read(fd[0], readbuffer, sizeof(readbuffer));
        readbuffer[n] = 0;
        if (n > 0)
            printf ("read: %s\n", readbuffer);            
        else
            exit(1);
       
   break;
   

generate_data(int) 遍历一个列表，将每个元素（字符串）写入作为参数给出的文件描述符（在这种情况下是管道的写入端）：

void generate_data(int fd) 

   node_t node* = list;
   while (node != NULL) 
     write(fd, node->data, strlen(node->data)+1);
     node = node->next();
   

这里的问题是输出总是不可预测的：当另一个进程正在处理最后一个read时，子进程将数据写入管道，所以当它再次调用读取时，其余数据不再存在.

根据man 2 pipe，这不应该发生：

写入管道写入端的数据由 内核，直到它从管道的读取端读取。

获取 10 个元素的列表，一些输出示例：

示例 1：

read: element_4
read: element_8
read: element_9

示例 2：

read: element_7
read: element_8
read: element_9
read: element_10

示例 3：

read: element_2
read: element_8

有人知道这里发生了什么吗？

【问题讨论】：

不是没有显示写作的代码，也许还有一些示例输出。

到底是什么问题？次要 nitpick：read() 不读取以 null 结尾的字符串。您的 %s 格式需要一个以 nul 结尾的字符串。也许你应该添加“readbuffer[n] = 0;”阅读后，给予足够的空间。

感谢 cmets。我刚刚用更多信息编辑了这个问题。

仔细阅读我的答案——它准确地解释了问题所在，并且您上面的代码证实了这一点。 generate_data 正在通过管道发送多个以 0 结尾的字符串； printf 只是打印第一个。在generate_data 中用换行符替换零，或者在阅读代码中解析它们。但关键是printf 忽略了你给它的大部分内容，因为它在第一个 0 字节处停止打印。

【参考方案1】：

您调用read 并捕获返回值，但随后您基本上忽略了它；它告诉您readbuffer 中有多少有效字节，但您将readbuffer 视为它包含一个以零结尾的字符串，但这并不一定。事实上，如果您的数据写入过程通过管道发送0 字节，则单个read 可能会给您多个 以零结尾的字符串；使用 printf 意味着您忽略了第二个和后续的。至少，您需要使用fwrite 将特定的正确字节数写入标准输出，尽管我怀疑您实际上需要做的是首先用换行符替换那些零。修改generate_data 以发送换行符而不是零可能是一个更好的主意。

【讨论】：

特别是，可能发生的情况是两个或多个字符串在一个 read() 调用中到达 - 但代码仅打印 first 字符串并忽略其余字符串，所以看起来好像他们已经丢失了。

哦，是的，我打赌就是这样。写进程通过管道发送0字节；他们在数据的中间！

@Ernest，你是对的。我刚读完就忘记了readbuffer[n] = 0。对不起。但无论如何，问题仍然存在。

查看我编辑的答案——我最初错过了一个微妙之处。

@Ernest，在玩了一些 gdb 之后，我可以证实你的理论 :-) 非常感谢！这让我发疯了。

【参考方案2】：

读取不会在 nul 字符处停止，您可能会在一次 read() 调用中读取两个“消息”。因此，您的读者必须检查第一个 0 之后是否有更多数据（但在读取的 n 个字节内），然后保存。下一次读取调用应将其数据附加到此剩余部分。一种特殊情况是缓冲区中有剩余但尚未完整的消息。