这个C程序为什么会比预期晚生成SIGPIPE信号？

Question

这个程序在将其传输到 "head -n 1" 后会在随机时间后生成 SIGPIPE。 我知道因为我们在第一行之后向 "head -n 1" 提供了更多内容，所以我们预计它会生成 SIGPIPE，但实际上它会在退出之前达到一个随机数（通常 > 20 and < 200）。有什么想法吗？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

main()
{
  int i;
  char *s = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ\n";

  i = 0;
  while (1) {
    fputs(s, stdout);
    fflush(stdout);
    fprintf(stderr, "Iteration %d done\n", i);
    i++;
  }
}

这不是作业，只是我教授笔记上的一些内容，我不理解。

- Bim Sala

---

额，**const** char *s = ... - user529758

填充烟草需要时间。 - Kaz

Answer 1

这是调度的变幻无常。

你的生产者（我们称之为alphabeta）能够在head读取并退出之前运行一段时间（从而破坏管道）。

当然，“某段时间”是可变的。

有时候，alphabeta运行20次后，head才能读取stdin并退出。有时候是200次。在我的系统上，有时候是300次、1000次或2000次。事实上，它理论上可以循环到连接生产者和消费者的管道容量的极限。

为了演示，让我们引入一些延迟，这样我们就可以相当确定head在读取之前被卡住了，而alphabeta还没有输出单行：

so$ { sleep 5; ./alphabeta; } | head -n 1
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Iteration 0 done

（注：以上并不保证 alphabeta 只会在上述情况下迭代一次。但是，在一个未经过负载的系统上，这种情况几乎总是发生的：head将准备就绪，并且其读取/退出几乎立即发生。）

相反，让我们看看当我们人为延迟head时会发生什么：

so$ ./alphabeta | { sleep 2; head -n 1; }
Iteration 0 done
...
Iteration 2415 done    # <--- My system *pauses* here as pipe capacity is reached ...
Iteration 2416 done    # <--- ... then it resumes as head completes its first read()
...
Iteration 2717 done    # <--- pipe capacity reached again; head didn't drain the pipe 
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

顺便提一下，@R..在他的评论中说SIGPIPE是同步的是完全正确的。在您的情况下，当head退出后，第一个由fflush引起的写操作将同步生成信号。这是记录的行为。

- pilcrow

Answer 2

我认为这仅仅是因为信号是异步的。

更新: 正如其他人指出的那样，它们(更准确地说，包括SIGPIPE在内的许多信号)并不是异步的。这是一个没有思考的答案 :)

- jmihalicza

---

SIGPIPE 是一种同步信号。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

@R.. stdio 不会在 fflush 之后缓存。 - Kevin

不是这个进程的标准输入输出，而是 head 的。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

Answer 3

Socket 写入是缓冲且异步的，因此通常不会在特定写入时出现错误，直到后续的读取或写入。

- user207421

---

我不确定为什么套接字写入与管道输出的问题有关。 - Jonathan Leffler

Answer 4

head 命令使用 stdio 读取 stdin，因此第一个 getc 直到缓冲区满或 EOF 发生才返回。

- R.. GitHub STOP HELPING ICE

---

你可以使用strace进行验证。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

不是，这是管道容量和调度问题。请看我的回答。 - pilcrow

正如pilcrow所说，这是调度问题。在此情况下，内核的管道缓冲区（通常为64-128 KiB）没有填满，因为只写入了约200 * 27 = 5.4 KB的数据。 - Adam Rosenfield

确实，这是正确的。head中的read不会阻塞直到填满缓冲区；如果有一些数据可用，它会立即返回。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE