关闭写入器后从管道读取被阻塞

Question

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main(int argc, char **argv) {

    int childs[3];
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        int p[2];
        if (pipe(p) == -1) { perror("pipe"); exit(1); }

        pid_t pid = fork();
        if (pid) {
            close(p[0]);
            childs[i] = p[1];
        }
        else {
            close(p[1]);
            printf("child %d start\n", i + 1);

            char buf[10];
            buf[0] = 0;
            int r;
            if ((r = read(p[0], buf, 9)) == -1) { ... }

            printf("child %d read %s (%d), finish\n", i + 1, buf, r);

            sleep(2);
            exit(0);
        }
    }

    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
    //        if (argc > 1) {
    //            write(childs[i], "42", 2);
    //        }
    // ============== HERE >>>
        close(childs[i]);
    }

    pid_t pid;
    while ((pid = waitpid(-1, NULL, 0)) > 0) {
         printf("child %d exited\n", pid);
    }

    return 0;
}

带有注释的输出：

child 1 start
child 2 start
child 3 start
child 3 read  (0), finish

2秒后显示下一行

child 2 read  (0), finish

2秒后显示下一行

child 1 read  (0), finish

我不写到父频道。关闭它，我想向将在read 中等待的孩子发出信号。

好像有以下的。 Сhild N 预期完成读取结果 0，没关系。孩子2 (N-1) 和1 被锁定在一个read 到一个孩子3 完成。那么1的孩子类似会等。

为什么会发生锁？

Answer 1

子进程从其父进程继承打开的文件描述符。你的主进程循环打开文件描述符（使用pipe，只保留写结束）。 Child 1 不继承任何描述符（stdin/stdout/stderr 除外）；孩子 2 继承 childs[0] （去孩子 1 的描述符）；孩子 3 继承了 childs[0] 和 childs[1]（描述符转到孩子 1 和 2）。

read 在管道上阻塞只要任何写描述符仍然打开（因为它可以用来发送更多数据）。所以孩子 1 等待（因为孩子 2 和孩子 3 仍然有一个打开的写描述符）并且孩子 2 等待（因为孩子 3 仍然有一个打开的写描述符）；只有孩子 3 睡觉并退出。这会导致其文件描述符关闭，从而唤醒子 2。然后子 2 休眠并退出，关闭其文件描述符，最终唤醒子 1。

---

如果你想避免这种行为，你必须关闭每个孩子中打开的文件描述符：

    else {
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            close(childs[j]);
        }
        close(p[1]);
        printf("child %d start\n", i + 1);

Answer 2

管道的写入端被子级继承。 由于 filedescriptor 是 ref-counted，只有当所有对它的引用都关闭时，写端才被认为是关闭的。

以下是您的代码，经过轻微重构，并添加了修复：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main(int argc, char **argv) {

    int children_w[3];

    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        int p[2];

        if (0>pipe(p)) 
            { perror("pipe"); exit(1); }

        pid_t pid;
        if(0> (pid= fork()))
            { perror("fork"); exit(1); }

        if(pid==0) {
            /* Fix -- close the leaked write ends  */
            int j;
            for(j=0; j<i; j++)
                close(children_w[j]);
            /* end fix*/ 
            close(p[1]);
            printf("child %d start\n", i + 1);

            char buf[10];
            buf[0] = 0;
            int r;
            if ((r = read(p[0], buf, 9)) == -1) { perror("read");/*...*/ }

            printf("child %d read %s (%d), finish\n", i + 1, buf, r);

            sleep(2);
            exit(0);
        }
        children_w[i] = p[1];
        close(p[0]);
    }

    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
    //        if (argc > 1) {
    //            write(childs[i], "42", 2);
    //        }
    // ============== HERE >>>
        close(children_w[i]);
    }

    pid_t pid;
    while ((pid = waitpid(-1, NULL, 0)) > 0) {
         printf("child %d exited\n", pid);
    }

    return 0;
}