使用 pthread 查看标准输入答案

【问题标题】：Peek stdin using pthreads使用 pthread 查看标准输入
【发布时间】：2011-07-27 16:46:04
【问题描述】：

我正在尝试查看标准输入以查看是否有任何使用 pthreads 的内容。我（想我）需要这样做，因为如果 std in 中没有任何内容，流访问函数将阻塞输入。

我觉得这样做的方法是启动一个检查标准输入的 pthread，然后 sleep(1) 并查看该线程是否找到任何东西。

这是我目前所拥有的。如果没有任何东西通过管道传输到程序中，那么它将按预期休眠，但如果 stdin 中有内容，则线程永远不会被触发。

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

void *checkStdIn(void *d){
    char c = '\0';
    c = cin.peek();
    if (c){
        cout << c << endl;
    }
}

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

    pthread_t thread;
    int rc;
    rc = pthread_create(&thread, NULL, checkStdIn, NULL);
    if (rc){
        cerr << "Error no. " << rc << endl;
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    sleep(2); 

    return 0;
}

【问题讨论】：

程序在执行线程之前就结束了。
为什么 sleep() 不补救呢？
你的线程检查输入一次，什么也没找到并终止。
@Ty：如果要等待线程完成，请使用 phthread_join
忘记我之前的评论，这是错误的。

标签： c++ pthreads stdin

【解决方案1】：

您不需要 pthreads，您可以使用 select(2) 或 poll(2) 来了解您是否可以在不阻塞应用程序的情况下查看标准输入。为此，我编写了 my_peek() 函数，您只需要传递您想要等待输入的秒数（如果您不想等待，您甚至可以传递 0）：

/* According to POSIX.1-2001 */
#include <sys/select.h>

/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

#include <iostream>

int
my_peek(unsigned int nsecs)
{
    struct timeval timeout;
    fd_set rfds;
    int fd;

    // stdin file descriptor is 0
    fd = 0;

    timeout.tv_sec = nsecs;
    timeout.tv_usec = 0;

    FD_ZERO(&rfds);
    FD_SET(fd, &rfds);

    if (select(fd + 1, &rfds, NULL, NULL, &timeout) > 0)
        return std::cin.peek();
    return -1;
}

int
main(void)
{
    int peek;

    peek = my_peek(2);
    if (peek != -1) {
        std::cout << "we could peek without freezing" << std::endl;
        std::cout << "my_peek() returned " << peek << std::endl;
    } else {
        std::cout << "we could not peek without freezing" << std::endl;
    }

    return 0;
}

请注意，依靠select(2) 来判断cin 对象或stdin FILE 结构中是否有数据是不好的，因为正如Nemo 所说，它们是缓冲的。最好的办法是在此示例中使用read(2) 避免使用“cin”。 my_peek() 的改进版本如下所示：

int
my_peek(unsigned int nsecs)
{
    struct timeval timeout;
    fd_set rfds;
    int fd;
    unsigned char c;

    // stdin file descriptor is 0
    fd = 0;

    timeout.tv_sec = nsecs;
    timeout.tv_usec = 0;

    FD_ZERO(&rfds);
    FD_SET(fd, &rfds);

    if (select(fd + 1, &rfds, NULL, NULL, &timeout) <= 0)
        return -1;
    if (read(fd, &c, 1) != 1)
        return -1;
    return static_cast<int>(c); /* or "return (int)c" for C-only programs */
}

有关更多信息，请查看select(2) 手册页http://linux.die.net/man/2/select。

PS：您可以尝试依赖 std::cin.rdbuf()->in_avail() 返回的值，如 cpluplus 站点 http://www.cplusplus.com/reference/iostream/streambuf/in_avail/ 中所述，甚至在 istream 类的 readsome() 方法中，但它们通常依赖于FILE 未在 GNU C++ 库中公开的缓冲区。不要这样做，否则你可能会失败。

【讨论】：

如果您在支持 POSIX 的平台上，这是迄今为止支持 pthreads 环境的最佳答案。当操作系统可以告诉您文件描述符上的状态时，无需生成线程。 (+1)
除了std::cin 通常是缓冲的，所以这通常不起作用。（尝试 peek+read 在循环中一次一个字符，从文件重定向标准输入，你会明白我的意思。）
谢谢，尼莫。我修复了示例并添加了避免缓冲区问题的提示。
@Fernando 哇，感谢您的回答，效果很好...感谢您的帮助:)

【解决方案2】：

您的sleep(2) 毫无价值，因为它不能保证您的线程将在程序终止前 2 微秒内完成。您需要实现pthread_join(thread, NULL); 以等待线程完成。请参阅此处以获取良好的 pthread 示例。

此外，cin.peek() 将阻塞等待输入。这就是它的设计方式。有关cin.peek 的示例，请参见此处。

【讨论】：

sleep 时间实际上是整秒，但无论如何都需要加入。

【解决方案3】：

编辑：呸，费尔南多的忍者 :)

好的，所以我不能 100% 确定最适合您的答案是什么，因为我无法确定您希望您的程序最终做什么。

首先，这不是应该使用线程解决的问题。线程并不是万能的解决方案，与其他解决方案相比，线程通常具有巨大的开销。因为您已经在使用pthreads，所以我认为 Windows 兼容性不是问题。

第一步是禁用规范模式，这将允许您获取字符而无需等待enter。如果您 100% 确定 stdin 永远不会成为终端，则可以跳过此步骤。

#include <iostream>
#include <termios.h>

void toggle_canonical(bool on) {
    struct termios terminal_settings;

    // Get the existing terminal settings
    tcgetattr(0 /* stdin */, &terminal_settings);
    if(on) {
        // Disable canonical mode
        terminal_settings.c_lflag &= ~ICANON;
        // Read at least one character.
        terminal_settings.c_cc[VMIN] = 1;
    } else {
        // Enable canonical mode
        terminal_settings.c_lflag |= ICANON;
    }
    tcsetattr(0 /* stdin */, TCSANOW, &terminal_settings);

    return;
}

int main(const int argc, const char* argv[]) {
    // The read timeout, which can be 0 if you don't want to block at all.
    struct timeval to = {5 /* seconds */, 0 /* miliseconds */};
    fd_set read_fds;
    int ret = 0;

    // Turn canonical mode on
    toggle_canonical(true);

    FD_ZERO(&read_fds);
    FD_SET(0, &read_fds);

    // The first parameter to select() is the highest file
    // descriptor in the set + 1, so in this case because
    // STDIN == 0, we pass 1. This is actually completely
    // ignored on several platforms, including Windows.
    if((ret = select(1, &read_fds /* read set */, NULL /* write set */, NULL /* error set */, &to /* timeout */)) == 0) {
        std::cout << "You didn't type anything in time." << std::endl;
    } else if (ret == 1) {
        std::cout << "Yay, you typed something in time!" << std::endl;
    } else if (ret == -1) {
        std::cout << "Oh no, an error occured!" << std::endl;
    }

    // Turn canonical mode off
    toggle_canonical(false);
    return 0;
}

【讨论】：