在bash中使用管道从串行设备缓冲数据

Question

我有一个类似这样的脚本：

while true; do
    read -t10 -d$'\n' input_from_serial_device </dev/ttyS0
    # do some costly processing on the string
done

问题在于它会错过串行设备的下一个输入，因为它正在燃烧CPU周期进行昂贵的字符串处理。我认为我可以通过使用管道来解决这个问题，因为bash将在两个进程之间缓冲输入。

( while true; do
     read -d$'\n' input_from_serial_device </dev/ttyS0
     echo $input_from_serial_device
  done ) | ( while true; do
     read -t10 input_from_first_process
     # costly string processing
  done )

我首先想确认一下我是否正确理解了管道，并且这确实会像我打算的那样缓存两个进程之间的输入。这个想法正确吗？

其次，如果我在第二个进程中得到了我想要的输入，有没有一种方法可以立即终止两个进程，而不是从第二个进程退出，并等待下一个输入再退出第一个进程？

最后，我意识到bash不是最好的方式来做这件事，我目前正在开发一个C程序，但我很想将其作为一种中间解决方案使其工作。

谢谢！

- Froskoy

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我认为你不需要在子shell中运行协作处理程序（我通常在循环中读写而不需要额外的( )括号）。这是一个有趣的问题，但超出了我的经验范围，也很难测试（现在谁还有串口！？;-)。祝好运。 - shellter

管道将缓冲一些数据，但我不知道有多少；这肯定是系统相关的。例如，最近版本的Linux为命名管道缓冲64K，因此我认为对于临时“未命名”管道也会有类似的情况。 - chepner

我曾经在Sun4上测试过管道能容纳多少数据（很久以前的事情了），结果取决于/tmp中有多少可用磁盘空间。（看一下vi的一个打开会话在哪里创建它的工作文件，某些机器上可能是/var/tmp）。大约在同一时间，我的一个同事试图将一个100MB的文件塞入Windows管道，而我从同一项目的测试中知道，Windows NT肯定有限制（大约64K）。因此，不同的操作系统和版本（以及权限和配置）可能会影响这个问题。最好的方法是设置一些测试并观察发生了什么。祝你好运。 - shellter

无论对于给定的系统，PIPE_BUF是多少。如果未声明PIPE_BUF，则为_POSIX_PIPE_BUF（cygwin显示512）。我的SUSE Linux框显示64K。 - jim mcnamara

谢谢大家。@rici的解决方案正中要害，但是我从你们的评论中学到了很多关于bash和管道的知识。谢谢！ - Froskoy

Answer 1

问题不在于管道，而在于串行设备。

当你写下以下命令时：

while true; do
  read -t10 -d$'\n' input_from_serial_device </dev/ttyS0
  # use a lot of time
done

结果是串行设备被打开，从中读取一行，然后关闭。在执行完#使用了很长时间之前，它不会再次打开。当串行设备未打开时，传入的串行输入将被丢弃。

如果输入确实比处理速度快，那么仅仅缓冲是不够的。你必须丢弃输入。另一方面，如果输入以平均速度流入，可以保持串行设备打开来实现您想要的效果。

while true; do
  read -t10 -r input_from_serial_device
  # process input_from_serial_device
done < /dev/ttyS0

注意：我在你的read调用中添加了-r（这几乎肯定是必需的），并删除了-d$'\n'，因为那是默认值。

- rici

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谢谢！这正是问题所在，这个简单的解决方案解决了一切！非常感谢！ - Froskoy