在Linux中阅读和编写PIPE相关的内容

Question

一个简单的多进程程序在Linux中。 输入一些数，如 ./findPrime 10 20 30。 该程序将创建3个子进程来查找2-10、10-20、20-30之间所有的质数。 一旦一个子进程发现一个质数，它将通过管道写入“2是质数”并发送到父进程。父进程将在屏幕上打印出来。 这里的问题是，我使用一个while循环向管道中写入消息，并在父进程中使用另一个while循环接收消息，但是在下面的代码中，它只显示第一条消息，所以我想知道发生了什么事情，如何保持从那个管道中读取？我错过了什么吗？非常感谢！

char readBuffer[100];
char outBuffer[15];
int pids[argc]; 
int fd[2];
pipe(fd);

for(i = 0; i < argc; i++)
{
    if( i == 0)
        bottom = 2;
    else
        bottom = args[i - 1];
    top = args[i];

    pids[i] = fork();

    if(pids[i] == 0)
    {
        printf("Child %d: bottom=%d, top=%d\n", getpid(), bottom, top);

        close(fd[0]);

        j = bottom;
        while(j <= top)
        {
            int res = findPrime(j);

            if(res == 1)
            {
                sprintf(outBuffer, "%d is prime", j);
                write(fd[1], outBuffer, (strlen(outBuffer)+1));
            }

            j++;
        }

        exit(0x47);
    } 
    else if(pids[i] < 0)
    {
        fprintf(stderr, "fork failed!  errno = %i\n", errno);   
        break;
    }
    else
    {
        close(fd[1]);
        while((nbytes = read(fd[0], readBuffer, sizeof(readBuffer))) > 0 )
            printf("%s\n", readBuffer);

        int status = 0;
        pid = waitpid(pids[i], &status, 0);

        if(pid >= 0)
            printf("Child %d exited cleanly\n", pid);
    }
}

这些子进程应该按照它们创建的顺序运行，例如当进程1完成时，进程2将会运行，在2之后进程3运行。 我还希望父进程在接收到消息后立即显示它。

- Spark8006

Answer 1

在 fork 时，父进程和子进程共享文件描述符（正如现在的情况）。您当前遇到的问题是在父进程中关闭了 fd[1]。当第一个子进程结束并且该进程结束时，fd[1] 将自动在子进程中关闭。由于操作系统不再具有任何对文件描述符的有效引用，因此它变得无效。因此，在所有后续子进程中都会写入失败。

所以，只需不要在父进程中关闭 fd[1]。

但接下来还会有其他问题。跳出的一个问题是，如果其中一个子进程找不到质数，它将永远不会写入管道。然而，父进程将一直阻塞在等待读取永远不会到达的内容上。通过不关闭父进程中的 fd[1]，您将看不到 EOF - 即父进程中的 read() == 0。因此，一种解决方案是通过管道回传“完成”消息，并让父进程解析该内容。

更好的解决方案是考虑重新设计。在程序开头就通过解析命令行参数计算需要的进程数量。然后动态分配所需的管道描述符空间，并为每个进程分配其自己的一对描述符。这可能可以完全避免所有问题，并且是一种更标准的做法。

- Duck