进程之间的通信 - 管道和先进先出

Question

我需要创建具有 3 个进程的程序：

1. 第一个进程应重复读取/dev/urandom 并通过管道在每个周期向第二个进程发送 15 个字符。
2. 第二个进程应将接收到的数据转换为十六进制，并通过 fifo 将结果发送到第三个进程。
3. 第三个进程应该打印接收到的数据。

这是我到目前为止写的。使用管道的通信工作正常，但是 fifo 存在一些问题 - 当我将 n 更改为更大的数字（例如 100000 或 1000000）时，程序无法启动。当它较小时，比如 500 或 1000，程序可以工作。这可能是什么原因？

这就是我运行它的方式：

cat /dev/urandom | ./a.out

这里是代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>

#define FIFO "my_fifo"

int main(void) {
    int pdesk[2];
    char buf[15];
    char buffer[15];
    char hex[30];
    char f[30];
    int len;
    int n;

    n = 100;

    umask(0);
    mkfifo(FIFO, 0666);

    pipe(pdesk);

    if (fork() == 0) {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            read(STDIN_FILENO, buffer, 15);
            write(pdesk[1], buffer, 15);
        }
        close(pdesk[1]);
    } else {
        sleep(1);
        int fp;

        for(int i = 0; i < n; i++) { 
            read(pdesk[0], buf, 15);

            for(int a = 0, b = 0; b < 30; ++a, b+= 2) 
                sprintf(hex + b, "%02x", buf[a] & 0xff);

            fp = open(FIFO, O_WRONLY);
            write(fp, hex, 30);
            close(fp);
            usleep(10000);
        }
        close(pdesk[0]);
    }

    if (fork() == 0) {
        sleep(2);
        int fp;

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            fp = open(FIFO, O_RDONLY);
            read(fp, f, 30);
            printf("Odczytano: %s\n", f);
            close(fp);
            usleep(10000);
        }
    }    
}

Answer 1

如果我理解您的代码正确，它将执行以下操作：

使用第一个fork，您可以启动一个从标准输入读取并写入管道的子进程。

您的父进程从管道读取并写入 FIFO。

当您的父进程完成其循环时，它会调用第二个 fork 来创建另一个子进程，该子进程将从 FIFO 中读取并打印数据。

当循环计数太大时，您将达到 FIFO 的缓冲区限制，并且父级将阻塞，因为没有进程正在从 FIFO 读取。当进程在写入 FIFO 时被阻塞时，它永远不会创建预期从 FIFO 读取的子进程。

我认为主要问题是您应该在开始从管道读取数据并写入 FIFO 的循环之前创建第二个孩子。

一些补充说明：

使用cat /dev/urandom | ./a.out，您的程序不会直接读取/dev/urandom。它从可能表现不同的管道中读取。

您应该始终检查read 的返回值。它会告诉您它已读取的字节数可能少于您要求它读取的字节数。如果你想要正好有 15 个字符，如果你得到的字符少于 15 个，你可能需要多读几次。 这同样适用于write。

Answer 2

非常感谢。当显示数据的进程在其他子进程之上时，它终于可以工作了。

使用 cat /dev/urandom | ./a.out 您的程序不会直接读取 /dev/urandom。它从可能表现不同的管道中读取数据。

我该如何改变它？

程序也需要像从 /dev/urandom 读取文件一样读取文件，例如：

cat file.txt | ./a.out

我听取了您的建议并开始检查 read 的值，现在它没有超出文件的范围。问题是我不知道如何检查调用了哪个参数（因此我无法检查文件的长度） - 如果它是 file.txt、/dev/urandom、none 或其他任何东西。我试过了

int main(char argc, char* argv[])

但不管我怎么称呼，argv 总是 ./a.out。有什么方法可以检查吗？