在 C 中使用管道进行父子 IPC 会导致程序阻塞

Question

我正在编写一个服务器，当它接受套接字连接时，fork() 会关闭子进程。

当子进程与客户端通信时，它必须将部分信息发送回父进程。我正在使用管道来完成此操作。

问题是，当我尝试执行父子 IPC 时，父在读取子输入时会阻塞。这意味着，即使子进程同时运行，它们也只能一次处理一个，因为它们都在等待父进程。

我的代码看起来像这样（为简洁起见，删除了错误检查）：

/* loop: wait for clients to connect */
for(;;) {

  pipe(write_to_parent); /* create pipe between parent and child */
  pipe(write_to_child);  /* create pipe between parent and child */

  newsockfd = accept(...);

  pid = fork();

  if (pid == 0) { /* child process */
      close(write_to_parent[0]);
      close(write_to_child[1]);

     printf("Connected!\n");

     while ((rc = recv(newsockfd, ...)) > 0) {
         /* process socket request */

         /* write stuff to parent that is related to what we recv'd from client */
         rc = write(write_to_parent[1], &buf, 1024);
     }

     printf("Disconnected!\n");

     exit(0);
  } else { /* parent */

      close(write_to_parent[1]);
      close(write_to_child[0]);

       while (read(write_to_parent[0], &buf, 1024) > 0) {
           /* accept data from child process, and do some processing */
       }
  }
}

所以我的问题是，我该如何解决这个问题？如何让父母使用管道以不阻塞的方式与孩子进行通信？

这甚至可以通过管道实现，还是我应该使用共享内存（我猜是带有信号量）或消息队列？ （我读过这篇文章：Comparing Unix/Linux IPC，但很难找到这些任务是如何实际完成的示例。）

更多细节：

我有一个执行以下操作的测试程序： 1.连接服务器 2. 睡觉(5) 3. 断开与服务器的连接

当我运行这个程序的 2 个实例时，服务器输出如下：

connected!
  // pause for 5 seconds
disconnected!
connected!
  // pause for 5 seconds
disconnected!

显然一次处理一个客户。

当我删除 IPC 时 - 当我从父级和子级中删除管道 read() 和 write() 时，我得到了这个：

connected!
connected!
  // pause for 5ish seconds
disconnected!
disconnected!

这就是我想要的！

有什么想法可以做到这一点吗？ （或者我应该在解决这个问题的方式上做出改变？）

（编辑：这是网络课程作业的一部分。我们正在实现一个 P2P 协议，该协议使用集中式服务器来管理对等点。我们可以使用任何语言，我想我会试一试C.)

Answer 1

我在下面写了答案，在重读您的问题后，发现我完全错过了您的实际问题。但是，在任何情况下它都可能是有用的信息。

要回答您并发的父级问题，您需要让父级设置一个select() 循环，以随时处理来自其任何子级的可能响应。您需要：

• 跟踪有多少孩子开放
• 为每个孩子保留一组管道
• 使用带有select() 的循环来接受传入连接（因为它们可能随时发生）以及来自任何子节点的传入数据
• 使用waitpid()收割已终止的孩子

此技术功能强大，但需要大量记账才能正确设置。

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在父进程中打开的文件句柄默认在子进程中继承。问题可能是 父母和孩子的管道的写入端仍然打开，所以当父母从管道读取时，它永远不会看到它的结束。在开始阅读 write_to_parent[0] 之前，请尝试在父级中使用 close(write_to_parent[1])。所以：

} else { /* parent */
     close(write_to_parent[1]);
     while (read(write_to_parent[0], &buf, 1024) > 0) {
         /* accept data from child process, and do some processing */
     }
}