46-不要将 IO 复用与 stdio 混合

别以为上一节我们修复了那个 bug 就没事了。还有一个非常隐秘的错误,这里必须要指出来:

不要将 stdio 库提供的 C 语言函数与 IO 复用混合使用!!!

1. 程序路径

代码托管在 gitos 上,请使用下面的命令获取:

git clone https://git.oschina.net/ivan_allen/unp.git

如果你已经 clone 过这个代码了,请使用 git pull 更新一下。本节程序所使用的程序路径是 unp/program/echo/multiplexing_select_client_nobuffer

2. 分析

以 select 为例。

select 函数返回的条件是有 IO 事件发生。假设我们监听了 STDIN_FILENO (标准输入),某个时刻 select 监听到了标准输入上有数据,于时客户端调用 fgets 读取一行数据。

看起来一切是那么自然,不过别忘记了,stdio 的函数是带有缓冲区的。别以为 fgets 真的只读了一行数据,它只是将自己缓冲区中的一行数据返回给了你。实际上,fgets 早已把 STDIN_FILENO 上的所有数据读完了,保存到了自己的缓冲中了,见图 1。


这里写图片描述
图1 stdio 函数都有缓冲

接下来,你的程序又回到了 select 调用上,很不幸,select 永远再也不会触发标准输入上的 IO 事件,因为 select 认为,你的数据早已被读取完(虽然这不是你干的),它并不知道 stdio 使用了缓冲区——它只是从 read 系统调用的角度指出是否有数据可读,而不是从 fgets 之类调用的角度考虑。

基于上述原因,混合使用 stdio 和 IO 复用类的函数被认为是非常容易犯的错误,编写这样的程序时需要极其小心。

当然除此之外,我们要小心任何带有缓冲的 IO 与 IO 复用的混合使用。

3. 程序修改

程序的修改非常简单,只是将之前使用的 fgets 替换成系统调用 read 就行了。

if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &fds)) { // fgets 带有缓冲区,与 select 一起使用太危险,换成 iread,就是对 read 包装了一下。   nr = iread(STDIN_FILENO, buf, 4096);   if (nr > 0) {     nw = writen(sockfd, buf, nr);     if (nw < nr) {       perror("short write");     }   }   else if (nr == 0){     // 不直接 break     shutdown(sockfd, SHUT_WR);     FD_CLR(STDIN_FILENO, &rfds);     stdinclosed = 1;   }   else {     ERR_EXIT("iread");   } } 

iread 函数只是简单的封装了一下,处理了被信号打断的错误:

int iread(int fd, char* buf, int n) {                                            int ret;   while(1) {     ret = read(fd, buf, n);     if (ret < 0) {       if (errno == EINTR) continue;       return -1;     }     break;   }   return ret; }

4. 总结

  • 知道为什么 IO 复用不能与 stdio 函数混合使用,具体一点说是 IO 复用不能与带缓冲的 IO 函数使用。

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