如何异步处理子进程的 I/O？ [复制]

Question

我有一个子进程，它可能会或可能不会在特定时间内向其标准输出写入内容，例如3 秒。

如果子进程标准输出中的新行以正确的开头，我想返回该行。 理想情况下，我想实现这样的事情：

use std::io::{BufRead, BufReader};
use std::thread;
use std::time::Duration;

pub fn wait_for_or_exit(
    reader: &BufReader<&mut std::process::ChildStdout>,
    wait_time: u64,
    cmd: &str,
) -> Option<String> {
    let signal: Arc<AtomicBool> = Arc::new(AtomicBool::new(false));
    let signal_clone = signal.clone();
    let child = thread::spawn(move || {
        thread::sleep(Duration::from_millis(wait_time));
        signal_clone.store(true, Ordering::Relaxed);
    });
    let mut line = String::new();
    while !signal.load(Ordering::Relaxed) {
        //Sleep a really small amount of time not to block cpu
        thread::sleep(Duration::from_millis(10));
        //This line is obviously invalid!
        if reader.has_input() {
            line.clear();
            reader.read_line(&mut line).unwrap();
            if line.starts_with(cmd) {
                return Some(line);
            }
        }
    }
    None
}

这里唯一不起作用的是reader.has_input()。

显然，如果子进程多次重复比wait_time 更快地响应，将会有很多休眠线程，但我可以通过通道来处理。

Answer 1

有两种方法。

1. 您可以启动一个单独的线程，然后使用某种机制（可能是通道）向等待的线程发出成功或失败信号。
2. 您可以使用前面提到的异步 IO，例如 futures 和 tokio lib。

我将演示两者。我更喜欢futures/Tokio 方法，但如果您不熟悉futures 模型，那么选项一可能会更好。

Rust 标准库有一个 Channels API，这个通道实际上有一个 recv_timeout，它可以帮助我们很多。

use std::thread;
use std::time::Duration;
use std::sync::mpsc;

// this spins up a separate thread in which to wait for stuff to read
// from the BufReader<ChildStdout> 
// If we successfully read, we send the string over the Channel.
// Back in the original thread, we wait for an answer over the channel
// or timeout in wait_time secs. 
pub fn wait_for_or_exit(
    reader: &BufReader<&mut std::process::ChildStdout>,
    wait_time: u64,
    cmd: &str,
) -> Option<String> {
    let (sender, receiver) = mpsc::channel();

    thread::spawn(move || {
        let line = reader.read_line();
        sender.send(line);
    });

    match receiver.recv_timeout(Duration::from_secs(wait_time)) {
        Ok(line) => if line.starts_with(cmd) 
           { Some(line) } else 
           { None },
        Err(mpsc::RecvTimeoutError::Timeout) => None,
        Err(mpsc::RecvTimeoutError::Disconnected) => None  

    }
}

选项二假设您正在构建基于未来的应用程序。为了使用 Async IO 完成您想要的，一个文件描述符可以让我们设置NON_BLOCKING。幸运的是，我们不必自己这样做。 Futures 和 Tokio API 很好地处理了这个问题。权衡是您必须从非阻塞期货中编写代码。

下面的代码几乎完全取自Tokio Process，带有来自 Tokio API 的 Futures 超时。

extern crate futures;
extern crate tokio;
extern crate tokio_process;

use std::process::Command;
use std::time::{Duration};

use futures::Future;
use tokio_process::CommandExt;
use tokio::prelude::*;

const TIMEOUT_SECS: u64 = 3;

fn main() {
    // Like above, but use `output_async` which returns a future instead of
    // immediately returning the `Child`.
    let output = Command::new("echo").arg("hello").arg("world")
                        .output_async();

    let future = output.map_err(|e| panic!("failed to collect output: {}", e))
        .map(|output| {
            assert!(output.status.success());
            assert_eq!(output.stdout, b"hello world\n");
            println!("received output: {}",     String::from_utf8(output.stdout).unwrap());
        })
        .timeout(Duration::from_secs(TIMEOUT_SECS)) // here is where we say we only want to wait TIMETOUT seconds
        .map_err(|_e| { println!("Timed out waiting for data"); });

    tokio::run(future);
}