为什么不能重用管道与多个子进程进行通信？

如何解决为什么不能重用管道与多个子进程进行通信？

如果我的父进程具有n个子进程，为什么我不能使用一个管道将父进程的pid发送给所有子进程？ post对此进行了简要介绍， 但我觉得解释得还不够清楚。

这是我的代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

void main(void){

    int n;

    printf("How many child processes would you like to create?");
    scanf("%d",&n);

    pid_t pid,child,ppid,pidout;
    int fd[2];
    pipe(fd);
    
    for (int i = 0; i < n; i++){
        pid = fork();
        switch(pid){
        
            case -1:
                printf("error forking at index %i",i);
                exit(1);
                
            case 0: 
                close(fd[1]);
                child = getpid();
                read(fd[0],&pidout,4);
                printf("\nNode : %i\nMy pid is : %i\nMy parent's pid is : %i\n\n",i,pidout);
                exit(0);
                
            default:    
                close(fd[0]);
                ppid = getpid();
                write(fd[1],&ppid,4);
                if (!i){
                    printf("\nNode : %i,My pid is : %i\n\n",ppid);
                }
        }
    }
    for (int i = 0; i < n; i++){
            wait();
    }

}

在这里，我尝试重用同一管道以将数据从父级发送到子级，但是在将父级的pid发送给第一个子级之后，该管道断开了。我了解解决此问题的方法是使用n-1个管道：每个通信一个管道。但是，我不明白为什么为什么该代码不起作用。任何澄清将不胜感激。谢谢！

解决方法

（注意：我不是管道和Unix IPC专家。）

您可能看到的是管道的预期行为，即管道中经过的东西从另一侧出来，而不仅仅是留在那儿供其他人观察。一个进程写入，另一个进程读取-管道没有保留所有数据，而是将其清除。

也许一个不同的系统调用可以起作用，该调用允许在管道的缓冲区达到峰值而无需清除它，尽管这听起来不算是一种优雅的解决方案。另一种可能的方法是以进程间共享存储区的形式设置“海报板”，父进程将写入该区域，子进程可以读取。

编辑：在创建所有子项之前，您还存在管道的读取端过早关闭的问题。参见@MarcoLucidi的答案。

,

我认为这里的问题是，您close()早于父级中的管道读取端，并且当其他分叉的子级尝试从中读取时，它们会得到EBADF。您应该始终检查read()和write()的返回值。

如果您在close(fd[0]);调用后最后移动wait()，则代码应该可以正常工作。

这里是代码的有效重写，以说明我的意思：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
        int n;

        printf("How many child processes would you like to create?");
        if (scanf("%d",&n) != 1) {
                fprintf(stderr,"invalid number\n");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }


        pid_t pid,child,ppid,pidout;
        int fd[2];
        if (pipe(fd) < 0) {
                perror("pipe");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }

        for (int i = 0; i < n; i++) {
                pid = fork();
                switch (pid) {
                case -1:
                        printf("error forking at index %i",i);
                        exit(EXIT_FAILURE);

                case 0: /* child */
                        close(fd[1]);
                        child = getpid();
                        if (read(fd[0],&pidout,sizeof(pidout)) < 0) {
                                perror("read");
                                exit(EXIT_FAILURE);
                        }
                        printf("Node: %i My pid is: %i My parent's pid is: %i\n",i,pidout);
                        close(fd[0]);
                        exit(EXIT_SUCCESS);

                default: /* parent */
                        ppid = getpid();
                        if (write(fd[1],&ppid,sizeof(ppid)) < 0) {
                                perror("write");
                                exit(EXIT_FAILURE);
                        }
                        if (i == 0)
                                printf("\nParent,My pid is: %i\n\n",ppid);
                }
        }

        for (int i = 0; i < n; i++)
                wait(NULL);

        /* close pipe in the parent at the end,to avoid bad file descriptors
         * in the forked children */
        close(fd[0]);
        close(fd[1]);
}

,

要阅读的相关文档包括（对于Linux）syscalls(2)，pipe(2)，pipe(7)，fifo(7)，dup2(2)，close(2) >

当fork(2)失败时，您可能想使用errno(3)和perror(3)来了解失败的原因。而且大多数其他系统调用也可能失败，因此您需要阅读其文档并处理其失败案例。

您当然需要阅读Advanced Linux Programming

对于不是Linux的Unix系统（例如FreeBSD），您应该参考其文档。

如果您的C编译器是GCC，建议您阅读其文档，然后在编译时使用gcc -Wall -Wextra -g，并学习使用GDB调试器。

如果您不熟悉C，请阅读Modern C书，并访问this C reference等网站。

研究以C语言编码的现有 open source项目（例如在github.com或gitlab.com上）应该是鼓舞人心的。

您可能对Frama-C或Clang static analyzer等项目感兴趣。