带有管道的多进程程序中的意外 scanf 行为

Question

对于 UNIX OS 课程中的练习，我应该开发一个程序，其中两个同级进程通过管道进行通信。一个进程（生产者）应该从标准输出读取字符串并将它们发送到另一个进程（消费者），然后必须将字符串转换为大写并再次将其打印到标准输出。字符串“end”终止了兄弟进程和父进程。

该程序运行良好，但是当尝试从用户那里读取整个短语而不是单个字符串时它会崩溃。

这是我的主要部分：

int main(void) {
int child_status, fd[2];

if (pipe(fd)) {
  fprintf(stderr, "Error: Could not create pipe.\n");
  return EXIT_FAILURE;
}

if (!fork()) {
  // child1
  producer(fd);
  exit(0);
} else if (!fork()) {
  // child2
  consumer(fd); 
  exit(0);
} else {
  // father
  pid_t pid;
...

生产者进程：

void producer(int *fd) {
   char buff[BUFFSIZE];
   char *line;
 
   close(fd[0]);
   while (1) {
     fflush(stdout);
     fprintf(stdout, "Insert string:\t");
     scanf("%[^\n]s%*c", buff);
     fflush(stdout);
     line = strdup(buff);
     printToPipe(fd[1], line);
 
     if (!strcmp(line, "end")) // Special string terminates process
       return;
 
     sleep(1);
   }
 
   return;
 }

以及消费者进程：

 void consumer(int *fd) {
   char *buff;
 
   close(fd[1]);
   while (1) {
     if ( (buff = readFromPipe(fd[0])) == NULL ) {
       close(fd[0]);
       return;
     }
     fprintf(stdout, "%s\n", strToUpper(buff));
     fflush(stdout);
   }
 
   return;
 }

printToPipe() 和 readfromPipe() 直接实现 read() 和 write() 系统调用。

意外行为：

一旦输入第一个短语并转换为大写，程序就会无限循环打印出提示和第一个大写短语（即：Insert string: TEST TEST）。特别是：

• 尽管我考虑了 \n 字符 (scanf("%[^\n]s%*c", buff);)，但后续的 scanfs 将被忽略。如果我检查 scanf 返回值，则第一次之后的所有迭代都为 0，
• 似乎消费者通过其输出“自我维持”自身：它不等待通过管道的新输入并继续打印转换后的短语。

Answer 1

尽管我考虑了 \n 字符，但后续的 scanfs 将被忽略

代码从不读取'\n'

scanf("%[^\n]s%*c", buff); 是个问题@John Bollinger。

1. "%[^\n]" 将无限数量的非'\n 字符读入buff，可能会溢出buff。它比gets() 更糟糕。如果至少读取了 1 个非 '\n' 字符，则将一个 空字符 附加到 buff，否则扫描停止。

2. "s" 匹配一个's'，这在上述之后不是预期的 - 只有一个'\n'，所以扫描停止而不消耗任何'\n'。

3. 格式的其余部分永远不会执行。

代码从不检查输入函数的返回值

通过检查scanf()的返回值，buff的内容可能不变或不确定。

// scanf("%[^\n]s%*c", buff);
if (scanf("%[^\n]s%*c", buff) == 1) {
  ; // OK to use `buff`
}

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OP 的scanf() 可能会占用第一行的大部分内容，将'\n' 留在stdin 中，但是第二个scanf() 调用肯定会立即停止，因为它会尝试读取第一行的'\n' .这可能会使buff 保持不变。

使用fgets() 从stdin 读取行 输入并保存为字符串。 @xing

// scanf("%[^\n]s%*c", buff);
if (fgets(buff, sizeof buff, stdin) == NULL) {
  ; // Handle end-of-file or rare input error
  break;
}

要从输入行中删除 '\n'，请参阅此 answer 和其他内容。
代码可以将'\n' 留在字符串中，并且在打印时不附加一个。

//fprintf(stdout, "%s\n", strToUpper(buff));
fprintf(stdout, "%s", strToUpper(buff));

这将更好地处理超过BUFFSIZE 的长输入行，因为多余的字符会留给下一次迭代。

OP 可能需要调整 strcmp(line, "end") 测试以考虑可能的尾随 '\n'。

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一个进程（生产者）应该从标准输出中读取字符串 ....

详细信息：生产者不是从stdout 读取字符串，而是从stdin 读取行 到字符串。