为什么libc ++ getline在从管道读取时会阻塞，但libstdc ++ getline不会？

Question

TL; DR

使用libc++版本的getline函数的程序将在从管道读取输入直到管道缓冲区已满时阻塞。

对于libstdc++函数的getline版本，同样 NOT 为true：此函数会立即读取并返回一行输入。

我应该期待libstdc++和libc++之间的行为差​​异吗？ [编辑：我这里没有意见，我根本不了解管道，也没有实现C ++标准库的困难。对我而言，这种行为上的差异当然是令人惊讶，但也许有人知道更好，可以向我保证这些差异是可以预期的，也许这只是一个实现细节？]

更重要的是，我可以做些什么才能使libc++表现得像libstdc++？也就是说，getline函数不应该等到管道缓冲区已满，它应该立即返回一行输入。

请参阅下面的代码示例，其中显示了我如何读取和写入管道。

环境

• macOS 10.13.1（High Sierra）
• Xcode 9.1
• Apple LLVM 9.0.0版（clang-900.0.38）

我怀疑问题不仅限于macOS，但我还没有一个可以用来测试clang的Linux开发系统。

测试准备

打开三个炮弹，我们称它们为A，B和C.

在shell A中：创建一个新文件pipe-test.cpp并从下面添加源代码。使用libstdc++编译一次源代码，使用libc++编译一次：

g++ -stdlib=libstdc++ -o pipe-test-libstdc++ pipe-test.cpp
g++ -stdlib=libc++ -o pipe-test-libc++ pipe-test.cpp

在shell A中：创建两个管道：

mkfifo input-pipe output-pipe

使用程序的libstdc++版本

进行测试1

• 在shell A中，运行以下命令：pipe-test-libstdc++ input-pipe output-pipe
• 在shell B中，运行以下命令：cat output-pipe
• 在shell C中，运行以下命令：cat >input-pipe
• 在shell C中，键入“foo”行并按ENTER键
• 切换到shell B：您将看到字符串“foo”。
• 发生什么事了？在shell A中运行的程序使用getline函数从输入管道读取了“foo”行，并立即将该行打印到输出管道。
• 在shell C中，键入CTRL + D.测试结束，所有shell现在都应该返回命令行。

使用程序的libc++版本

进行测试2

• 在shell A中，运行以下命令：pipe-test-libc++ input-pipe output-pipe
• 在shell B中，运行以下命令：cat output-pipe
• 在shell C中，运行以下命令：cat >input-pipe
• 在shell C中，键入“foo”行并按ENTER键
• 切换到shell B：您将 NOT 看到字符串“foo”。
• 发生什么事了？在shell A中运行的程序仍在阻塞，getline函数尚未从输入管道收到“foo”行，因为该管道的缓冲区尚未满。
• 在shell C中，键入CTRL + D.
• 切换到shell B： NOW 您将看到字符串“foo”。
• 请注意，您不必键入CTRL + D，也可以将大量文本粘贴到shell C中。一旦管道缓冲区变满，getline函数将逐行读取输入，直到它有清空了管道的缓冲区。

源代码

#include <string>
#include <iostream>
#include <fstream>


int main(int argc, char** argv)
{
  if (argc != 3)
  {
    std::cout
      << "Usage: pipe-test /path/to/input-pipe /path/to/output-pipe"
      << std::endl;
    return 1;
  }

  std::string pathToInputPipe = argv[1];
  std::string pathToOutputPipe = argv[2];

  std::cout
    << "Input pipe = " << pathToInputPipe << std::endl
    << "Output pipe = " << pathToOutputPipe << std::endl;

  std::ifstream inputPipeStream;
  inputPipeStream.open(pathToInputPipe.c_str());
  if (! inputPipeStream)
  {
    std::cout
      << "Failed to open input pipe " << pathToInputPipe
      << std::endl;
    return 1;
  }
  else
  {
    std::cout
      << "Input pipe: result of eof() = " << inputPipeStream.eof() << std::endl
      << "Input pipe: result of bad() = " << inputPipeStream.bad() << std::endl
      << "Input pipe: result of good() = " << inputPipeStream.good() << std::endl
      << "Input pipe: result of fail() = " << inputPipeStream.fail() << std::endl;
  }

  std::ofstream outputPipeStream;
  outputPipeStream.open(pathToOutputPipe.c_str());
  if (! outputPipeStream)
  {
    std::cout
      << "Failed to open output pipe " << pathToOutputPipe
      << std::endl;
    return 1;
  }
  else
  {
    std::cout
      << "Output pipe: result of eof() = " << outputPipeStream.eof() << std::endl
      << "Output pipe: result of bad() = " << outputPipeStream.bad() << std::endl
      << "Output pipe: result of good() = " << outputPipeStream.good() << std::endl
      << "Output pipe: result of fail() = " << outputPipeStream.fail() << std::endl;
  }

  int lineNumber = 0;
  while (true)
  {
    lineNumber++;
    std::string line;
    bool getlineFailResult = getline(inputPipeStream, line).fail();
    if (getlineFailResult)
    {
      std::cout << "Failed to read stream, stopping" << std::endl;
      break;
    }
    else
    {
      std::cout << "Received line " << lineNumber << ": " << line << std::endl;
      outputPipeStream << line << std::endl;
      outputPipeStream.flush();
    }
  }

  return 0;
}

Answer 1

您可能知道，libc ++是标准库的非GPL（MIT）版本。 libstdc ++是GPL版本。 libc ++是LLVM的一部分。 libstdc ++是一个GPL库，通常随GCC一起提供。

它们是两种完全不同的实现。哪个更好，或者你应该使用哪一个是意见。这有很多线程，例如：Should I use libc++ or libstdc++?

我无法轻易找到getline（）的规范，它会指定您关注的行为。

这是libc ++版本中getline的源代码 https://github.com/llvm-mirror/libcxx/blob/018a3d51a47f7275c59e802709104498b729522b/include/istream#L1037

他们表现不同的事实并不让我感到惊讶。如果你需要getline（）的特定实现/行为，我会编写你自己的，因为它不是一个复杂的操作，并使用标准的POSIX系统调用来做它已经指出，并且应该是相同的 - 无论是OS或编译器。

另外（在这里看到），我的建议是避免使用标准的C ++库，特别是iostream，除了它们已经在大型代码库中并且必须使用它们之外。它们充满了错误，具有不同的行为，并且通常不会很快。