Behebung von hängenden FIFO read()-Problemen in C: Verständnis von benannten Pipes unter Linux

Описание: Erfahren Sie, wie Sie das Problem beheben, wenn die `FIFO read()`-Funktion in C hängen bleibt, insbesondere bei der Verwendung von benannten Pipes unter Linux. Entdecken Sie die zugrundeliegenden Ursachen und wie Sie diese effektiv lösen.
---
Dieses Video basiert auf der Frage https://stackoverflow.com/q/62351619/ gestellt von dem Nutzer 'berkeo' ( https://stackoverflow.com/u/12470867/ ) sowie auf der Antwort https://stackoverflow.com/a/62352068/ bereitgestellt von dem Nutzer 'Barmar' ( https://stackoverflow.com/u/1491895/ ) auf der Website 'Stack Overflow'. Vielen Dank an diese großartigen Nutzer und die Stackexchange-Community für ihre Beiträge.

Besuchen Sie diese Links, um den Originalinhalt und weitere Details zu sehen, z. B. alternative Lösungen, aktuelle Entwicklungen zum Thema, Kommentare, Versionsverlauf usw. Der ursprüngliche Titel der Frage lautete beispielsweise: FIFO read() function gets stuck in c

Außerdem steht der Inhalt (außer Musik) unter der Lizenz CC BY-SA https://meta.stackexchange.com/help/l...
Der ursprüngliche Fragenbeitrag steht unter der Lizenz 'CC BY-SA 4.0' ( https://creativecommons.org/licenses/... ), und der ursprüngliche Antwortbeitrag steht unter der Lizenz 'CC BY-SA 4.0' ( https://creativecommons.org/licenses/... ).

Falls Ihnen irgendetwas auffällt oder Unstimmigkeiten bestehen, schreiben Sie mir bitte an vlogize [AT] gmail [DOT] com.
---
Behebung von hängenden FIFO read()-Problemen in C: Verständnis von benannten Pipes unter Linux

Bei der Verwendung der Interprozesskommunikation in C unter Linux, insbesondere über benannte Pipes (auch FIFOs genannt), können Programmierer auf Situationen stoßen, in denen die read()-Funktion hängen bleibt oder Fehler zurückgibt. Dieser Beitrag soll das Problem klären und eine unkomplizierte Lösung bieten, damit Ihre Prozesse reibungslos kommunizieren können.

Überblick über das Problem

Es kann sein, dass ein Prozess Daten über eine benannte Pipe an einen anderen Prozess sendet. Beim Versuch, aus dieser Pipe zu lesen, fällt auf, dass der Lesende Prozess entweder unendlich lange hängen bleibt oder einen Fehler zurückgibt. Ein einfaches Beispiel für den Aufruf des Leseprozesses könnte so aussehen:

[[Siehe Video, um diesen Text oder Codeausschnitt anzuzeigen]]

In diesem Zusammenhang ist es wichtig, zu verstehen, wie benannte Pipes funktionieren, speziell im Hinblick auf deren Öffnungs- und Schließmechanismen.

Verständnis von benannten Pipes

Benannte Pipes sind eine Methode der Interprozesskommunikation, die es ermöglicht, Daten zwischen zwei Prozessen zu übertragen. Dabei ist ein entscheidender Punkt, dass eine Pipe keinen permanenten Speicher hat; sie kann Daten nur halten, solange sie geöffnet ist. Folgendes passiert:

Beim Öffnen einer benannten Pipe zum Schreiben sollte der schreibende Prozess offen bleiben, bis die Daten vom lesenden Prozess gelesen wurden.

Wird die Pipe im schreibenden Prozess geschlossen, gehen alle geschriebenen, aber noch nicht gelesenen Daten verloren, wodurch der lesende Prozess nicht die erwarteten Daten erhält.

Fehlerbehebung bei hängender FIFO-read()

Das Kernproblem

In Ihrem Codebeispiel wird die Pipe nach dem Schreiben im Lesenden Prozess geschlossen:

[[Siehe Video, um diesen Text oder Codeausschnitt anzuzeigen]]

Dies ist die Hauptursache Ihres Problems. Sobald der Datei-Deskriptor der FIFO-Pipe geschlossen wird, gehen im Pipe-Puffer befindliche Daten verloren. Wenn der empfangende Prozess anschließend versucht, aus der Pipe zu lesen, sind keine Daten mehr da, was dazu führt, dass read() entweder hängen bleibt oder einen Fehler ausgibt.

Lösungsschritte

Um das Problem zu beheben, befolgen Sie diese klaren Schritte:

Schließen Sie die Pipe nicht sofort:
Entfernen Sie die Zeile, die die Pipe im schreibenden Prozess (reader) schließt. Indem Sie die Pipe geöffnet halten, stellen Sie sicher, dass die Daten für den lesenden Prozess verfügbar bleiben, bis das Lesen abgeschlossen ist.

Passen Sie Ihren Leser-Code wie folgt an:

[[Siehe Video, um diesen Text oder Codeausschnitt anzuzeigen]]

Verwenden Sie fork() statt execv():
Wenn Sie wollen, dass der zweite Prozess nach dem ersten ausgeführt wird, ohne die Pipe zu schließen, nutzen Sie fork(), um einen Kindprozess zu erzeugen, anstatt execv(). Der Kindprozess kann vom FIFO lesen, während der Elternprozess weiter schreibt.

Verwalten Sie den Pipe-Zustand richtig:
Nach Versand aller Daten sollte der schreibende Prozess die Pipe erst nach abgeschlossener Leseoperation ordnungsgemäß schließen.

Beispielhafte Codeanpassung

Hier eine kurze Skizze der modifizierten Stelle im Leser-Code:

[[Siehe Video, um diesen Text oder Codeausschnitt anzuzeigen]]

Nach korrektem Umgang mit der geöffneten Pipe sollte Ihr Leseprozess die Daten erfolgreich empfangen und lesen können, ohne zu hängen oder Fehler zu produzieren.

Fazit

Die Verwaltung der Interprozesskommunikation mittels benannter Pipes kann aufgrund der Zustände und Lebenszyklen dieser Pipes