非阻塞式获取字符

Question

非阻塞式获取字符

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平台: Linux 3.2.0 x86 (Debian 7)
编译器: GCC 4.7.2 (Debian 4.7.2-5)

我正在编写一个函数，该函数从标准输入(stdin)读取单个字符，如果stdin中已经存在字符，则读取该字符。如果stdin为空，则函数不执行任何操作并返回-1。我搜索了非阻塞输入，并被指向poll()或select()。首先我尝试使用select()，但无法使其正常工作，因此我尝试了poll()并得出了同样的结论。我不确定这些函数具体做什么，但从我对poll（）文档的理解来看，如果我像这样调用它：

struct pollfd pollfds;
pollfds = STDIN_FILENO;
pollfds.events = POLLIN;
poll(pollfds, 1, 0);

如果(pollfds.revents & POLLIN)为真，则表示“可以读取低优先级数据而不会阻塞”。但在我的测试情况下，poll()总是超时。可能是我测试函数的方式有问题，但我想要的功能恰好是我正在测试的功能。这是当前的函数和测试情况。

#include <poll.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int ngetc(char *c)
{       
    struct pollfd pollfds;
    pollfds.fd = STDIN_FILENO;
    pollfds.events = POLLIN;

    poll(&pollfds, 1, 0);

    if(pollfds.revents & POLLIN)
    {
            //Bonus points to the persons that can tell me if
            //read() will change the value of '*c' if an error
            //occurs during the read
        read(STDIN_FILENO, c, 1);
            return 0;
    }
    else return -1;
}

//Test Situation:
//Try to read a character left in stdin by an fgets() call
int main()
{
    int ret = 0;
    char c = 0;
    char str[256];

    //Make sure to enter more than 2 characters so that the excess
    //is left in stdin by fgets()
    fgets(str, 2, stdin);

    ret = ngetc(&c);

    printf("ret = %i\nc = %c\n", ret, c);

    return 0;
}

- John Vulconshinz

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https://dev59.com/IVPZs4cB2Jgan1znx5zy - ninjalj

你的函数永远不会返回0：如果（...）返回errno;否则返回EWOULDBLOCK; 那么最后一个返回有什么用处？ - philippe lhardy

如果在读取过程中发生错误，该函数将返回errno，但如果在读取过程中没有发生错误，则返回0。该语句首先检查stdin中是否有数据，如果没有数据，则在调用read()之前会短路终止执行。但如果stdin中有数据，则调用read()，如果read()返回-1，则表示发生了读取错误，因此返回errno；否则，如果没有发生读取错误，则条件为假，所以返回0。 - John Vulconshinz

我的意思是：最后的 return 0 看起来只是一个无法到达的代码，因为它遵循了 if() return A; else return B; 的模式。 - philippe lhardy

哦，是的，我知道你的意思，它看起来有点尴尬。 - John Vulconshinz

3个回答

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你的代码存在两个问题。

根据 poll 的手册，将 timeout 赋值为 0 将会立即返回结果。

如果 timeout 的值为 0，则 poll() 将立即返回。如果 timeout 的值为 -1，则 poll() 将一直阻塞，直到发生请求的事件或调用被中断。
fgets 并不像你期望的那样工作，它来自于 stdio 库并且会缓存读取的内容。假设你输入了 3 个字母并按下回车，在使用 fgets 后，第三个字母将无法被 poll 获取。

因此，请注释掉 fgets 行并将 timeout 赋值为 -1 在 poll 中，然后再次运行以查看是否符合您的要求。

- adamsmith

@dlutxx 谢谢您的回复。您所说的“读取缓冲区”是什么意思？我认为fgets()只需要处理终端行缓冲区。 - John Vulconshinz

@JohnVulconshinz fgets 会读取整行（将其存储在缓冲区中，并在后续读取时返回），而不仅仅是2个字符。 - adamsmith

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我没有得到上面答案中预期的行为，实际上我还不得不考虑这个答案，因为它将TTY设置为非规范模式。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <termios.h>

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    struct termios t;
    tcgetattr(0, &t);
    t.c_lflag &= ~ICANON;
    tcsetattr(0, TCSANOW, &t);

    fcntl(0, F_SETFL, fcntl(0, F_GETFL) | O_NONBLOCK);

    printf("Starting loop (press i or q)...\n");

    for (int i = 0; ; i++) {
        char c = 0;
        read (0, &c, 1);

        switch (c) {
        case 'i':
            printf("\niteration: %d\n", i);
            break;

        case 'q':
            printf("\n");
            exit(0);
        }
    }

    return 0; 
}

- calandoa

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- randomusername · Accepted Answer

您的IO操作有误，POSIX手册和所有相关文档明确指出，永远不要混合使用FILE *和文件描述符进行IO操作。您明显违反了这个规则。这个规则的存在是因为FILE *使用缓冲，这意味着在调用fgets后，由于fgets已经将所有挂起的数据读入保存在FILE *结构中的缓冲区中，所以read函数将无法获取任何数据。

因此，由于无法检查ISO C IO方法是否会阻塞，我们必须仅使用文件描述符。

由于我们知道STDIN_FILENO只是数字0，因此我们可以使用

fcntl (0, F_SETFL, O_NONBLOCK);

这将把文件描述符0上的所有read转换为非阻塞模式，如果您想使用不同的文件描述符以便保留0，则只需使用dup进行复制即可。

这样，您可以完全避免使用poll并实现ngetc。

ssize_t 
ngetc (char *c)
{
  return read (0, c, 1);
}

或者更好的是，一个宏

#define ngetc(c) (read (0, (c), 1))

因此，您可以得到一个简单的实现，以满足您的需求。

编辑：如果您仍然担心终端会缓冲输入，您可以随时更改终端的设置，请参见如何在程序中禁用xterm的输入行缓冲？了解更多信息。

编辑：不能使用fgetc代替read的原因与使用fgets不起作用的原因相同。当运行其中一个FILE * IO函数时，它会从关联的文件描述符读取所有数据。但是一旦发生这种情况，poll将永远不会返回，因为它正在等待一个始终为空的文件描述符，并且使用read也会发生同样的事情。因此，我建议您遵循文档的建议，永远不要混合使用流（使用fgets，fgetc等进行IO）和文件描述符（使用read，write等进行IO）。