fork() 系统调用和 while 循环（第 2 部分）答案

【问题标题】：fork() system call and while loop ( part 2)fork() 系统调用和 while 循环（第 2 部分）
【发布时间】：2023-03-07 11:16:01
【问题描述】：

有谁知道我运行这段代码时为什么printf("Type q to quit") 行会在终端中打印两次：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main (int argc, char *argv[])
{
    char run[2];
    run[0]='a';
    int pid=0;
    while (run[0]!= 'q')    
    {
        printf("Type q to quit \n");
        fgets (run, 2, stdin);
  
        pid=fork();
        //wait();
        if(pid==0) { break;}
    }
}

我希望孩子从循环中中断，而父母继续循环（以创建新的孩子）。如果我调用wait()，无论我是否输入'q'，执行都会在第一次迭代后结束。否则，它会按预期工作，但每次都会打印两次 "Type q to quit" 行。为什么会这样？

【问题讨论】：

标签： c linux fork system-calls

【解决方案1】：

你有三个错误。首先，用户在任何字母之后键入的回车都算作输入。假设用户每行只输入一个字符，您的fgets 调用将在返回您关心的字符和返回'\n' 之间交替。在每次迭代中，您需要读取并丢弃字符，直到到达每行输入的末尾。这就是导致双重打印输出的原因。

其次，您需要测试'q' 在读取stdin和调用fork;现在，您在阅读'q' 后再次分叉。现在这是不可见的，但是一旦子进程开始做一些有用的事情，它就不会了。

第三，如果用户在其中键入 ^D，该程序将进入无限循环，因为您没有检查 EOF。

综合起来，修正后的代码如下所示。我还修复了一些风格细节，并安排父进程立即退出而不是退出for 循环；这意味着当控制到达标有注释的点时，您知道您处于子进程中，而不是在父进程中。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int
main(void)
{
    pid_t pid;
    int c;
    for (;;)
    {
        puts("Type q to quit");
        c = getchar();

        if (c == 'q')
            return 0;
        if (c == '\n')
            continue;
        while (c != EOF && c != '\n')
            c = getchar();
        if (c == EOF)
            return 0;

        pid = fork();
        if (pid == 0)
            break;
        else if (pid == -1)
        {
            perror("fork");
            return 1;
        }
    }

    /* control reaches this point only in child processes */
    return 0;
}

【讨论】：

您将c 声明为int 而不是char 的任何特殊原因？
另外，while 循环的目的是什么？该程序应该在c 不等于EOF 和\n 的任何时候暂停并等待用户输入？
c 必须声明为int，因为EOF 是（故意）超出char 范围的值。而while循环的目的是丢弃初始getchar之后的多余用户输入，直到并包括第一个\n或EOF。试试看：它不会导致程序停止。
明确一点，getchar() 只会在缓冲区为空时暂停并等待用户输入，否则每次调用时它都会从缓冲区中一次读取一个字符，对吧？
对。而且，无需特殊准备（参见tcsetattr），当该程序在终端中运行时，stdin 缓冲区将始终包含至少一个完整的用户输入行，包括终止的'\n'，除非用户强制EOF，也被处理。所以你不能陷入 while 循环。

【解决方案2】：

您需要等待这些分叉的进程：

   int main (int argc, char *argv[])
   {
    char run[2];
    run[0]='a';
    int pid=0;
    int pids[256]; // should be enough.
    int j,i = 0;

    while (run[0]!= 'q')    
    {
        printf("Type q to quit \n");
        fgets (run, 2, stdin);

        pid=fork();
        //wait();
        if(pid==0) { break;}
        else { pids[i] = pid; i++; }
    }
    for (j = 0 ; j < i && pid != 0 ; j++)
       wait(pids[j]);
      if(pid == 0){
         // do something
      }

   }

您可以改为让孩子调用另一个函数（例如程序包装器，甚至是不可分叉版本中的自身）而不是中断。等待将保持不变，即仅在所有分叉都分叉后等待。

【讨论】：

【解决方案3】：

当您在终端上键入x<enter> 时，您将收到（假设全部是普通编码）两个字节发送到您的进程：一个用于x，一个用于换行符。

您的fgets 调用最多读取一个字节（因此，x），“立即”死亡的孩子的分叉，打印消息并调用fgets。 fgets 拾起它离开的地方：它读取换行符而不阻塞，你的代码无缘无故地再次分叉，然后循环回来。
此时输入流中没有任何内容，因此fgets 等待 I/O。

请参阅例如：I am not able to flush stdin，了解“清除”您可以在此处使用的输入流的方法。

【讨论】：