关于FIFO和文件描述符的问题

Question

我写了这样一个脚本：

我写了这样一个脚本：

N=5
FIFO=/tmp/$$.fifo
mkfifo $FIFO

loop(){
    for i in $(seq 1 $N); do
        read tmp < $FIFO
        echo "$i out"
    done
}

loop &
LOOP_PID=$!
for i in $(seq 1 $N); do
    echo $i > $FIFO
    echo "$i in"
done
wait $LOOP_PID

当我运行这个脚本时，它会停在wait $LOOP_PID处，无法继续执行。因此，我使用文件描述符修改了这个脚本：

N=5
FIFO=/tmp/$$.fifo
mkfifo $FIFO
exec 3<>$FIFO

loop(){
    for i in $(seq 1 $N); do
        read -u3 tmp
        echo "$i out"
    done
}

loop &
LOOP_PID=$!
for i in $(seq 1 $N); do
    echo $i >&3
    echo "$i in"
done
wait $LOOP_PID

这还好。

当我直接使用FIFOs时，它无法连续读取FIFOs中的数据，并且会挂起。但是当我使用文件描述符时，一切都正常。这是什么原因呢？

- solomon_wzs

Answer 1

替换这个:

loop(){
    for i in $(seq 1 $N); do
        read tmp < $FIFO
        echo "$i out"
    done
}

有了这个：

loop(){
    for i in $(seq 1 $N); do
        read tmp
        echo "$i out"
    done < $FIFO
}

这样做可以保持FIFO开放，而不是在每次循环中重新打开和关闭它。

FIFO很棘手：

1. 尝试向FIFO写入内容时，除非另一个进程准备从FIFO读取内容，否则会被阻塞。

2. 如果正在读取FIFO的进程关闭了FIFO，则任何未读取的信息都将丢失。

这意味着你上面的脚本如何运行可能取决于时间的偶然性。当执行 read tmp < $FIFO 时，有多少行已经写入到FIFO中？read 只会读取第一行，而当FIFO被关闭时，其余的信息将被丢弃。

如何使用 exec 语句

让我们比较两个脚本。第一个直接使用FIFO：

#!/bin/sh
fifo=/tmp/$$.myfifo
mkfifo "$fifo"
echo $'1\n2\n3\n4'>"$fifo"

for i in {1..4}
do
    read  tmp
    echo $tmp
done <"$fifo"

上述脚本在第一个 echo 输出时会挂起，等待某个进程开始读取FIFO。由于它卡在那里，因此永远不会执行read tmp语句，这个脚本将没有任何输出。

第二个脚本使用exec创建文件句柄：

#!/bin/sh
fifo=/tmp/$$.myfifo
mkfifo "$fifo"
exec 3<>"$fifo"
echo $'1\n2\n3\n4'>&3

for i in {1..4}
do
    read -u3 tmp
    echo $tmp
done

这个脚本不会挂起并且会产生四行输出。区别在于shell提供了文件句柄的缓冲。因此，当第一个echo语句尝试写入FIFO时，shell已准备好从FIFO中读取。shell已经读取的数据可以被read -u3 tmp语句使用。

- John1024

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还好。但当我像这样向FIFO写入数据：sleep 1; echo $i > $FIFO时，它就不起作用了。 - solomon_wzs

我将代码替换为 until read tmp，让它循环直到读取到非空行，这样做是可以的。但我仍然有一个问题，为什么文件描述符可以很好地完成这项工作？ - solomon_wzs

@solomon_wzs 我已经添加了更多的解释。 - John1024