在多线程程序中使用管道与子进程通信

Question

我正在尝试使用 fork 使用类似于以下代码的多线程父级执行子程序：

#include <thread>
#include <unistd.h>
#include <vector>
#include <sys/wait.h>

void printWithCat(const std::string& data) {
    std::vector<char*> commandLine;
    // exec won't change argument so safe cast
    commandLine.push_back(const_cast<char*>("cat"));
    commandLine.push_back(0);

    int pipes[2];
    pipe(pipes);
    // Race condition here
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        // Redirect pipes[0] to stdin
        close(pipes[1]);
        close(0);
        dup(pipes[0]);
        close(pipes[0]);
        execvp("cat", &commandLine.front());
    }
    else {
        close(pipes[0]);
        write(pipes[1], (void*)(data.data()), data.size());
        close(pipes[1]);
        waitpid(pid, NULL, 0);
    }

}

int main()
{
     std::thread t1(printWithCat, "Hello, ");
     std::thread t2(printWithCat, "World!");

     t1.join();
     t2.join();
}

此代码包含对 pipe 的调用和对 fork 的调用之间的竞争条件。如果两个线程都创建管道然后分叉，则每个子进程都包含两个管道的打开文件描述符，并且只关闭一个。结果是管道永远不会关闭，子进程永远不会退出。我目前将 pipe 和 fork 调用包装在全局锁中，但这增加了额外的同步。有没有更好的办法？

Answer 1

不要认为通过避免代码中的锁来避免同步 - 无论如何，内核都会为进程创建获取锁，可能在比您的锁更全局的级别上。

所以继续在这里使用轻量级互斥锁。

当程序的不同部分进行fork 调用并且不同意单个互斥体（因为有些被隐藏在库代码中等）时，您的问题就会出现