fclose()/pclose() 可能会阻塞某些文件指针

Question

在dup()ing 其文件描述符阻塞之后在这里调用fclose()，直到子进程结束（可能是因为流已经结束）。

FILE *f = popen("./output", "r");
int d = dup(fileno(f));
fclose(f);

但是通过手动执行popen()的pipe()、fork()、execvp()，然后dup()ing管道的读取文件描述符，关闭原始不会阻塞。

int p[2];
pipe(p);
switch (fork()) {
    case 0: {
        char *argv[] = {"./output", NULL};
        close(p[0]);
        dup2(p[1], 1);
        execvp(*argv, argv);
    }
    default: {
        close(p[1]);
        int d = dup(p[0]);
        close(p[0]);
    }
}

为什么会发生这种情况，如何关闭从popen() 返回的FILE * 并使用文件描述符代替它？

更新：

我知道文档中说要使用 pclose()，但是 fclose() 也会阻止。此外，我查看了 glibc 代码，pclose() 只是调用了fclose()。无论使用fclose() 还是pclose()，行为都是相同的。

Answer 1

http://linux.die.net/man/3/popen

pclose() 函数等待关联进程终止，并返回由 wait4() 返回的命令的退出状态。

由于 pclose() 想要返回退出状态，它必须等待子进程终止并生成一个。由于 fclose() 调用 pclose()，因此对您来说 fclose() 也是如此。

如果你 fork 和 exec 并自己做剩下的事情，你最终不会（直接或间接地）调用 pclose()，所以在关闭时间没有等待。但是请注意，除非您的程序设置为忽略 SIGCHLD，否则您的进程不会终止（而是会变成僵尸），直到子进程终止。但至少你的成本会先退出。

Answer 2

对迄今为止答案的笼统性感到失望（我可以RTFM，tyvm），我已经通过逐步阅读并阅读glibc源彻底调查了这一点。

在glibc中pclose()直接调用fclose()没有附加效果，所以2个调用是一样的。事实上，您可以交替使用pclose() 和fclose()。我确信这纯粹是进化实现中的巧合，仍然建议使用pclose() 关闭从popen() 返回的FILE *。

魔法就在popen()。 glibc 中的FILE *s 包含一个跳转表，其中包含指向适当函数的指针，以处理fseek()、fread() 和相关fclose() 等调用。调用popen() 时，使用的跳转表与fopen() 使用的跳转表不同。此跳转表中的close 成员指向一个特殊函数_IO_new_proc_close，它在存储在FILE * 指向的区域中的pid 上调用waitpid()。

这是我的 glibc 版本中的相关调用堆栈，我已经用注释说明了正在发生的事情：

// linux waitpid system call interface
#0  0x00f9a422 in __kernel_vsyscall ()
#1  0x00c38513 in __waitpid_nocancel () from /lib/tls/i686/cmov/libc.so.6

// removes fp from a chain of proc files
// and waits for the process of the stored pid to terminate
#2  0x00bff248 in _IO_new_proc_close (fp=0x804b008) at iopopen.c:357

// flushes the stream and calls close in its jump table
#3  0x00c09ff3 in _IO_new_file_close_it (fp=0x804b008) at fileops.c:175

// destroys the FILEs buffers
#4  0x00bfd548 in _IO_new_fclose (fp=0x804b008) at iofclose.c:62

// calls fclose
#5  0x00c017fd in __new_pclose (fp=0x804b008) at pclose.c:43

// calls pclose
#6  0x08048788 in main () at opener.c:34

所以简而言之，使用popen()，返回的FILE *不能被关闭，即使你dup()它的文件描述符，因为它会阻塞直到子进程终止。当然，在此之后，您将得到一个管道的文件描述符，该管道将包含子进程在终止之前设法写入（）到它的任何内容。

通过不使用fread()ing 与从popen() 返回的文件指针，将不会触及底层管道，使用fileno() 的文件描述符是安全的，并通过调用pclose() 完成。

Answer 3

popen() 返回的FILE* 应该被pclose() 关闭，而不是fclose()。然后，pclose() 的文档指定：

pclose() 函数等待 相关进程终止和 返回命令的退出状态 由 wait4() 返回。

所以等待是pclose() 所做的两件事之一，除了关闭文件描述符。 close() 只做一件事：关闭描述符。

针对您的第二个问题，我认为您可以使用fileno() 返回的描述符。没有必要dup() 它。完成后，pclose() 原版。