fork（）和scanf（）如何一起工作？

Question

我试着看看如果我用键盘读取东西会发生什么，而我有多个进程使用fork（）（在我的情况下有两个孩子和一个父亲）我发现了以下问题：我需要告诉父母等待孩子的过程，否则程序表现得很奇怪 我做了一个研究，我发现问题在于父母，他需要等待孩子的过程结束，因为如果父母的过程首先以某种方式结束他关闭了STDIN，我是对的吗？但我也发现每个过程都有一份STDIN，所以我的问题是：

为什么它以这种方式工作以及为什么只有父级问题与STDIN和子级没有问题，我的意思是为什么如果孩子的进程首先结束不会影响STDIN，但如果父进程首先结束它会影响STDIN？

• 以下是我的测试：

  1. 我在没有wait（）的情况下运行程序，在输入数字后程序停止了，但是我再次按输入两次，并且出现了另外两条来自printf（）的消息。

  2. 当我用wait（）运行程序时，一切正常，每个进程分别调用scanf（）并读取不同的数字。

Answer 1

嗯，这里有很多东西。我将尝试逐步解释它。

启动终端时，终端会创建一个路径为/dev/pts/<some number>的特殊文件。然后它启动你的shell（在这种情况下是bash）并将bash进程的STDIN，STDOUT和STDERR链接到这个特殊文件。此文件称为特殊文件，因为它实际上并不存在于您的硬盘上。相反，无论你write到这个文件，它都直接进入终端，终端在屏幕上呈现它。 （同样，每当您尝试从此文件read时，read会阻止，直到有人在终端输入内容。

现在，当您通过键入./main启动程序时，bash会调用fork函数以创建新进程。子进程exec是您的可执行文件，而父进程wait则是子进程终止。然后，您的程序会调用fork两次，我们有三个进程尝试读取STDIN s，即同一个文件/dev/pts/something。 （请记住，调用fork和exec分别重复并保留文件描述符。）

这三个过程处于竞争状态。当您在终端输入内容时，三个进程中的一个将接收它（100次中有99次是父进程，因为孩子们必须在到达scanf语句之前完成更多工作）。

因此，父进程打印数字并先退出。正在等待父进程完成的bash进程，恢复和puts the STDIN into a so called "non-canonical" mode，并调用read以读取下一个命令。现在，三个进程（Child1，Child2和bash）正在尝试读取STDIN。

由于孩子们试图长时间阅读STDIN，下次你输入的东西会被其中一个孩子收到，而不是bash。所以你想要打字，比如23。但是哎呀！在您按下2键后，即可获得Your number is: 2。你甚至没有按下回车键！之所以发生这种情况，是因为这种所谓的“非规范性”＃34;模式。我不会进入什么原因，为什么会这样。但就目前而言，为了方便起见，使用可以在sh而不是bash上运行您的程序，因为sh并未将STDIN置于非规范模式。这将使图片清晰。

TL; DR

• 不，父进程关闭其STDIN并不意味着其子级或其他进程无法使用它。

• 您看到的奇怪行为是因为当父出口时，bash将pty（伪终端）置于非规范模式。如果您改用sh，则无法看到该行为。如果你想要明确的修改，请阅读伪终端和线路规则。

• 父进程退出后，shell进程将立即恢复。

• 如果你使用wait来确保父母退出最后一次，那么你就不会有任何问题，因为shell无法与你的程序一起运行。

• 通常情况下，bash会确保没有两个前台进程同时从STDIN读取，因此您不会看到这种奇怪的行为。它通过将一个程序的STDOUT传递给另一个程序，或者通过使一个进程成为后台进程来实现这一点。

  琐事：当后台进程尝试从其STDIN读取时，会向其发送信号SIGTTIN，从而停止进程。但是，这与这种情况并不相关。

Answer 2

当多个进程尝试对同一TTY执行I / O时，可能会出现几个问题。没有代码，我们无法分辨可能发生的事情。

• 尝试从后台进程组执行I / O可能会发出信号：SIGTTIN用于输入（通常已启用），或SIGTTOU用于输出（通常已禁用）

• 缓冲：如果您在fork之前执行任何I / O，那么任何已缓冲的数据都将用于两个进程。在某些情况下，使用fflush可能有所帮助，但最好完全避免缓冲。请记住，与输出缓冲不同，不可能逐行缓冲输入（尽管您只能缓冲可用的内容，因此它可能出现首先进行行缓冲）

• 竞争条件：如果多个进程尝试读取相同的类似管道的文件，则未定义哪一个将“赢”并且每次可用时实际获取输入。

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