为什么"yes | sleep 10"管道不会失败

Question

在考虑如何在我自己的一个程序中实现某个功能时,我一直想知道bash如何在内部处理以下性质的管道:

yes | sleep 10

这显然什么也没做,但我不明白这不会导致错误.我原以为:

• 因为sleep没有从stdin读取,连接两个进程的管道将填满并导致yes在它尝试写入现在的完整管道时无限期地阻塞

• 如果使用非阻塞IO,如果yes先执行并在sleep进程运行之前写入管道,则会发生错误,因此没有进程连接到管道的读取端

我想这是我的一些重大误解.我已经尝试过查看bash源代码,但这已经过去了.

Answer 1

这是运行shell命令时实际发生的情况yes | sleep 10.

首先,shell 使用系统调用创建一个匿名管道.该系统调用打开两个文件描述符,分别是读端和管道的写端.无论写入写入端的内容都可以从读取端读取.pipepipe

在此之后,shell使用fork系统调用创建两个子进程.这两个孩子并行奔跑.

• 在一个子节点中,shell将管道的写入端连接到标准输出并关闭读取端.然后shell调用execve系统调用,在此过程中用代码映像替换代码映像yes.只要可以
  ,程序就会yes写入管道.如果read管道的读端没有活动呼叫,则write呼叫会阻塞.(实际上有一个小缓冲区write会在阻塞之前填满,但这在这里并不重要.)
• 在另一个子节点中,shell将管道的读取端连接到标准输入并关闭写入端.然后shell调用execve系统调用,在此过程中用代码映像替换代码映像sleep.该程序sleep在10秒内无效.
• 原始shell进程关闭管道的两端并等待其两个子进程退出(使用wait系统调用).

一旦10秒钟结束,流程就会sleep退出.此时,管道的读取端在任何过程中都不再打开.当进程尝试写入读取端未在任何进程中打开的管道时,内核会向SIGPIPE写入进程发送信号.因此,进程运行yes被SIGPIPE信号杀死.

此时,shell检测到管道两侧的子进程已退出.pipeline命令返回右侧的状态,即0(sleep成功退出).

因为sleep不从stdin读取,连接两个进程的管道将填满并导致yes在尝试写入现在的完整管道时无限期阻塞

这是对的.

如果使用非阻塞IO,如果首先执行yes并且在睡眠过程甚至运行之前写入管道,则应该发生错误,因此没有进程连接到管道的读取端

这在一些地方是不正确的.yes不使用非阻塞IO.它与并行执行sleep,而不是先执行.没有任何过程连接到管道的读取端,直到sleep退出时,从来没有任何时间点.根据时间的不同,可能yes会在sleep开始执行之前开始写入,甚至可能在sleep程序的子进程被分叉之前开始写入,但是当pipe写入结束时,读取结束时读取结束时打开了读取结束.