如何使用 fork() 从标准输入读取输入

Question

我想从标准输入读取输入。我在 C 中使用 fork() 方法。我有子进程和父进程。我的输入是多行的。父进程将简单地等待子进程终止。子进程将读取第一行。子进程终止后，父进程将继续读取。我想要打印线。例如;输入->

1. 星期一
2. 星期二
3. 星期三

子进程打印'Monday'，父进程打印'Tuesday'和'Wednesday'。一旦文件结束是 到达程序终止。

./程序

Answer 1

好的；听起来很直截了当——至少，只要你在输入输入。事实上，很难让它出错。您尝试了什么以及尝试时发生了什么？请阅读如何创建 MCVE (Minimal, Complete, Verfiable Example)。

但是，当您从文件中读取时，它会变得（很多）棘手。问题是，当您从终端读取时，子进程中的标准 I/O 例程会获取第一行数据，然后让进程使用它。孩子在没有阅读第二行的情况下退出，因此父母可以从孩子离开的地方继续。相反，如果您正在从文件中读取数据，则标准 I/O 例程会读取一个充满数据的缓冲区，该缓冲区可能有很多行。而孩子读到的，父母读不到。因此，适用于终端输入的内容不适用于文件输入。

如何避免这个问题？ '这很难。一种可能被视为作弊的可能性是让初始（父）进程在分叉之前读取一个字符。如果输入来自终端，这将用一行填充缓冲区，或者如果从文件读取，则初始缓冲区已满。分叉后，子进程可以读取第一行（fgets()）并打印并退出。同时，父进程在其输入缓冲区的副本中也有第一行数据（请记住，分叉的子进程和分叉后的父进程几乎相同），因此它可以读取并忽略第一行（子进程正在处理） ，然后读取并打印剩余的行。然后它可以循环等待孩子死去，最后读取剩余的行。这导致：

/* SO 4263-5451 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    pid_t pid;
    int c = getchar();
    if (c == EOF)
    {
        fprintf(stderr, "Standard input was empty!\n");
        exit(1);
    }
    ungetc(c, stdin);
    //setvbuf(stdin, 0, _IOLBF, 0);

    if ((pid = fork()) < 0)
    {
        fprintf(stderr, "Failed to fork()!\n");
        exit(2);
    }
    if (pid == 0)
    {
        /* Child */
        char line[4096];
        if (fgets(line, sizeof(line), stdin) == 0)
        {
            fprintf(stderr, "Failed to read line in child\n");
            exit(3);
        }
        line[strcspn(line, "\n")] = '\0';
        printf("Child: read [%s]\n", line);
        exit(0);
    }
    else
    {
        int corpse;
        int status;
        while ((corpse = wait(&status)) > 0 && corpse != pid)
            printf("Parent: child %d died with status 0x%.4X\n", corpse, status);
        char line[4096];
        if (fgets(line, sizeof(line), stdin) == 0)
        {
            fprintf(stderr, "Failed to read line in parent\n");
            exit(4);
        }
        while (fgets(line, sizeof(line), stdin) != 0)
        {
            line[strcspn(line, "\n")] = '\0';
            printf("Parent: read [%s]\n", line);
        }
    }
    return 0;
}

这产生了：

Child: read [Monday]
Parent: read [Tuesday]
Parent: read [Wednesday]

我尝试使用setvbuf(stdin, 0, _IOLBF, 0); 进行变体设置行缓冲，但这并不影响文件输入（在运行 macOS Sierra 10.12.3 和 GCC 6.3.0 的 Mac 上），尽管它在终端输入上也能正常工作。

一种选择是用文件描述符代码替换标准 I/O 函数，并使用read(STDIN_FILENO, &c, 1) 一次读取一个字符。这速度较慢（很多系统调用）但可靠：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

static int input_char(int fd)
{
    char c;
    if (read(fd, &c, 1) != 1)
        return EOF;
    return c;
}

static size_t input_line(int fd, char *buffer, size_t buflen)
{
    int c;
    size_t bufcnt = 0;
    while (bufcnt < buflen - 1 && (c = input_char(fd)) != EOF)
    {
        if (c == '\n')
            break;
        buffer[bufcnt++] = c;
    }
    buffer[bufcnt] = '\0';
    return bufcnt;
}

int main(void)
{
    pid_t pid;

    if ((pid = fork()) < 0)
    {
        fprintf(stderr, "Failed to fork()!\n");
        exit(2);
    }
    if (pid == 0)
    {
        char line[4096];
        if (input_line(STDIN_FILENO, line, sizeof(line)) == 0)
        {
            fprintf(stderr, "Failed to read line in child\n");
            exit(3);
        }

        printf("Child: read [%s]\n", line);
        exit(0);
    }
    else
    {
        int corpse;
        int status;
        while ((corpse = wait(&status)) > 0 && corpse != pid)
            printf("Parent: child %d died with status 0x%.4X\n", corpse, status);
        char line[4096];
        while (input_line(STDIN_FILENO, line, sizeof(line)) != 0)
        {
            printf("Parent: read [%s]\n", line);
        }
    }
    return 0;
}