如何在非套接字 fd 上进行非阻塞读取

Question

有没有办法在管道/终端/等上以非阻塞模式单个 read()，就像我可以在带有recv(MSG_DONTWAIT) 的套接字上那样做？ p>

我需要这样做的原因是因为我无法保证文件描述符上的 read() 返回为可供select() 或poll() 读取的准备不会 阻塞。

我知道可以使用fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | O_NONBLOCK) 使文件描述符非阻塞，但这将全局更改该文件描述符的模式，而不仅仅是在调用线程/进程中。例如：

% perl -MFcntl=F_SETFL,F_GETFL,O_NONBLOCK -e 'fcntl STDIN, F_SETFL, fcntl(STDIN, F_GETFL, 0) | O_NONBLOCK; select undef, undef, undef, undef'
^Z # put it in the background
% cat
cat: -: Resource temporarily unavailable

这也将使 fd 对 读取和写入都非阻塞，这可能会混淆另一个进程在同一个 fd 上执行相反操作，如：

non_blocking_read | filter | blocking_write

我想到的一种方法是在启动和SIGCONT 上保存文件状态标志，并在退出和SIGTSTP 上恢复它们​​（就像使用 termios 设置完成的方式一样），但这非常有限，容易竞争，并且在程序异常退出的情况下会留下一团糟。

在每个read() 之前/之后使用fcntl() 进行保存/恢复也感觉丑陋和愚蠢，并且可能还有其他问题。在 read 之前的 ioctl(FIONREAD) 也是如此（我什至不确定它是否能可靠地与任何 fd 一起工作；不过，欢迎朝这个方向保证）。

即使使用特定于系统（例如 linux 或 bsd-only）的解决方案，我也会很高兴。

供参考，here 是关于在 linux 中修复它的讨论；不过，这个想法似乎没有成功。

Answer 1

Linux 唯一的解决方案是通过以下方式重新打开文件描述符 "/dev/stdin"|"/dev/tty"|"/dev/fd/$fd".

C 示例：

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
    int fd;
    char buf[8];
    int flags;
    if(0>(fd=open("/dev/stdin", O_RDONLY))) return 1;
    if(0>(flags = fcntl(fd,F_GETFL))) return 1;
    if(0>(flags = fcntl(fd,F_SETFL,flags|O_NONBLOCK))) return 1;
    sleep(3);
    puts("reading");
    ssize_t nr = read(fd, buf, sizeof(buf));
    printf("read=%zd\n", nr);
    return 0;
}

与duplicated 文件描述符不同，重新打开的文件描述符将具有独立的文件状态标志。