为什么在没有编写者的命名管道上进行选择会无限期地阻塞？

Question

我在 read_fds 中使用单个命名管道 fd 调用 select。该命名管道没有写入器，并且仅以非阻塞、只读模式打开。我希望 select 返回，命名管道 fd 标记为准备读取，并且尝试从管道读取返回 0：

从联机帮助页中读取：

当尝试从空管道或 FIFO 读取时：

• 如果没有进程打开管道进行写入，则 read() 应返回 0 > 指示文件结束。

但是，只能无限期地选择块。为什么会这样呢？

#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#include <stdexcept>
#include <thread>
#include <iostream>

int main()
{
    char buf[4096];

    // Create a named pipe
    auto err = mkfifo("/tmp/whatever",0666);
    if(err) {
        throw std::runtime_error(
                    std::string("Failed to create fifo ")+
                    strerror(errno));
    }

    std::thread reader_thread(
                [&](){
        auto fd = open("/tmp/whatever",O_RDONLY|O_NONBLOCK);
        if(fd < 0) {
            throw std::runtime_error("Failed to open fifo");
        }

        fd_set fds;
        while(1) {
            FD_ZERO(&fds);
            FD_SET(fd,&fds);
            std::cerr << "calling select" << std::endl;
            auto retval = select(fd+1,&fds,nullptr,nullptr,nullptr);
            if(retval < 0) {
                std::runtime_error("Failed to call select");
            }

            if(FD_ISSET(fd,&fds)) {
                auto read_bytes = read(fd,buf,4096);
                std::cerr << "read " << read_bytes << std::endl;
                if(read_bytes==0) {
                    break;
                }
            }
        }

        close(fd);
    });

    reader_thread.join();

    return 0;
}

Answer 1

来自 POSIX 文档select：

当对 O_NONBLOCK 清除的输入函数的调用不会阻塞时，无论该函数是否成功传输数据，描述符都应被视为已准备好读取。（该函数可能会返回数据、文件结束指示或指示其被阻塞的错误以外的错误，并且在每种情况下，描述符应被视为已准备好读取。

...

如果没有一个选定的描述符已准备好执行请求的操作，则 pselect() 或 select() 函数将阻塞，直到至少一个请求的操作准备就绪、发生超时或被信号中断。

从pipe(7)联机帮助页（这是 FIFO 的基础对象）：

如果引用管道写入端的所有文件描述符都已关闭，则尝试从管道读取（2）将看到文件结尾（读取（2）将返回0）。

注意现在完成时的使用！这意味着必须首先在两侧打开 FIFO ，然后在写入器侧（对于您的应用程序）关闭以生成条件EOF。

那么，除非 fifo 最终被作者关闭，否则为什么要select返回呢？(fifo-) 文件本身的设置是无关紧要的，这是有充分理由的：当使用最有效的方法一次读取多个字节时，它会在两侧打开之间引入竞争条件。这是命令管道的正常方式：启动读取器进程，然后启动写入器（使用命名管道时，这通常是完全不相关的程序）。

如果您想select早点返回，请使用timeout参数。但通常情况下，我们使用一个单独的线程，该线程可以通过信号终止（select有关更多信息，请参阅手册页）。

作为旁注：Linux/POSIX 的一个好处是，无论您使用 FIFO 还是文件或麦克风驱动程序，这并不重要。