使用 fork() 和 exec() 从 C++ 执行 Python 代码答案

【问题标题】：Using fork() and exec() to execute Python code from C++使用 fork() 和 exec() 从 C++ 执行 Python 代码
【发布时间】：2021-12-27 00:35:56
【问题描述】：

我正在尝试使用 exec() 从 C++ 运行 Python，并使用管道在进程之间进行通信。我发现C++进程在Python进程终止后一直在exec()命令处等待，导致它无法执行该行下面的代码。

请检查我下面的代码（我已将问题最小化，因此删除了实际通信部分）

C++ 文件：

int main()
{
    int pipe_cpp_to_py[2];
    int pipe_py_to_cpp[2];
    if (pipe(pipe_cpp_to_py) || pipe(pipe_py_to_cpp))
    {
        std::cout << "Couldn't open pipes" << std::endl;
        exit(1);
    }
    pid_t pid = fork(); 
    if (pid == 0)
    {
        std::cout<<"child started"<<std::endl;
        char *intrepreter="python3"; 
        char *pythonPath="./Pipetest.py"; 
        char *pythonArgs[]={intrepreter,pythonPath,NULL};
        std::cout<<"child before exec"<<std::endl;
        execvp(intrepreter,pythonArgs);
        std::cout<<"child after exec"<<std::endl;
        close(pipe_py_to_cpp[0]);
        close(pipe_cpp_to_py[1]);
        close(pipe_py_to_cpp[1]);
        close(pipe_cpp_to_py[0]);
        std::cout<<"child terminated"<<std::endl;
    }
    else if (pid < 0)
    {
        std::cout << "Fork failed." << std::endl;
        exit(1);
    }
    else
    {
        std::cout<<"parent started"<<std::endl;
        std::cout<<"parent terminated"<<std::endl;
        exit(0);
    }
    std::cout<<"cpp terminated"<<std::endl;
    return 0;
}

Python 文件：

import os  
import time
import struct
    
if __name__ == "__main__":
    print("in python")
    exit()

输出：

ece:~/cpp> ./Pipetest
parent started
parent terminated
child started
child before exec
ece:~/cpp> in python
(blinking cursor here)

对于 C++ 文件，如果我删除 fork 命令并简单地在 main 函数中调用 exec() 来执行 Python 程序，它将按预期运行并成功终止。谁能告诉我这是怎么回事？

更新：感谢所有答案！现在我看到 exec() 之后的代码不会被执行。但是，输出仍然让我感到困惑，因为没有显示新的命令提示符（在我的情况下，它是 ece:~/cpp>）。事实上，它只有在我输入某些内容后才会出现。即使我用 system() 替换 exec() 也会发生这种情况。为什么会这样？

【问题讨论】：

来自文档，execvp 用新的过程映像替换当前过程映像。 exec 之后的任何内容都不应运行。如果确实如此，则表明 execvp 失败。打印它的返回码会很有趣。
The documentation 说：“exec() 函数仅在发生错误时返回。返回值为 -1，设置 errno 以指示错误。 "所以，你在这里使用了错误的功能。在 StackOverflow 上发布之前，请阅读您正在使用的函数的文档。
你签过popen()
注意：execvp() 之后，您的代码不再存在。您刚刚用新代码替换了您的代码。所以execvp() 之后的任何语句都不会被执行。这永远不会做任何事情：std::cout<<"child after exec"<<std::endl;
您的进程不会在execvp 处等待 - 它不再存在。这似乎完全符合其应有的行为； exec 函数的重点是用新进程替换当前进程。我怀疑您希望它的行为类似于 system，但它不是这样工作的。

标签： python c++ pipe exec ipc

【解决方案1】：

您不是 waiting 子进程，因此父进程退出在（或，如您的示例输出中，之前）Python 的（相对较长的）启动时间和在孩子打印任何东西之前，shell 会打印下一个提示。您可以看到，如果您在“（此处闪烁光标）”行键入任何内容，它会执行作为下一个 shell 命令。

【讨论】：