fclose()/pclose() 可能会阻塞某些文件指针

Question

在 dup() 其文件描述符之后调用 fclose() 会阻塞，直到子进程结束（可能是因为流已结束）。

FILE *f = popen("./output", "r");
int d = dup(fileno(f));
fclose(f);

但是，通过手动执行 popen() 的 pipe()、fork()、execvp()，然后使用 dup() 处理管道的读取文件描述符，关闭原始文件描述符不会阻塞。

int p[2];
pipe(p);
switch (fork()) {
    case 0: {
        char *argv[] = {"./output", NULL};
        close(p[0]);
        dup2(p[1], 1);
        execvp(*argv, argv);
    }
    default: {
        close(p[1]);
        int d = dup(p[0]);
        close(p[0]);
    }
}

为什么会发生这种情况？如何关闭从 popen() 返回的 FILE * 并在其位置使用文件描述符？

更新：

我知道文档说要使用pclose()，但是fclose()也会阻止。此外，我查看了 glibc 代码，pclose() 只调用了 fclose() 。无论使用 fclose() 还是 pclose()，行为都是相同的。

Answer 1

http://linux.die.net/man/3/popen

pclose() 函数等待关联进程终止，并返回 wait4() 返回的命令的退出状态。

由于 pclose() 想要返回退出状态，因此它必须等待子进程终止并生成一个。由于 fclose() 调用 pclose()，因此这同样适用于 fclose()。

如果您 fork 和 exec 并自己完成其余的工作，您最终不会调用 pclose() （直接或间接），因此在关闭时无需等待。但请注意，除非您的程序设置为忽略 SIGCHLD，否则您的进程不会终止（相反，它会变成僵尸），直到子进程终止。但至少你的成本会先跑出去。

Answer 2

到目前为止，我对答案的普遍性感到失望（我可以 RTFM，tyvm），我进行了调查通过逐步浏览并阅读 glibc 源代码来彻底了解这一点。

在glibc中，pclose()直接调用fclose()，没有额外的效果，所以这两个调用是相同的。事实上，您可以互换使用 pclose() 和 fclose()。我确信这纯粹是进化实现中的巧合，以及使用 pclose() 关闭从 popen() 返回的 FILE *代码>仍然推荐。

神奇之处在于popen()。 glibc 中的 FILE * 包含一个跳转表，其中包含指向适当函数的指针，以处理诸如 fseek()、fread() 和 of 等调用相关性fclose()。调用 popen() 时，使用的跳转表与 fopen() 使用的跳转表不同。此跳转表中的 close 成员指向一个特殊函数 _IO_new_proc_close，该函数对存储在所指向区域中的 pid 调用 waitpid() 文件*。

这是我的 glibc 版本中的相关调用堆栈，我用有关正在发生的事情的注释对其进行了注释：

// linux waitpid system call interface
#0  0x00f9a422 in __kernel_vsyscall ()
#1  0x00c38513 in __waitpid_nocancel () from /lib/tls/i686/cmov/libc.so.6

// removes fp from a chain of proc files
// and waits for the process of the stored pid to terminate
#2  0x00bff248 in _IO_new_proc_close (fp=0x804b008) at iopopen.c:357

// flushes the stream and calls close in its jump table
#3  0x00c09ff3 in _IO_new_file_close_it (fp=0x804b008) at fileops.c:175

// destroys the FILEs buffers
#4  0x00bfd548 in _IO_new_fclose (fp=0x804b008) at iofclose.c:62

// calls fclose
#5  0x00c017fd in __new_pclose (fp=0x804b008) at pclose.c:43

// calls pclose
#6  0x08048788 in main () at opener.c:34

所以它的缺点是，使用 popen()，返回 FILE * 一定不能关闭，即使您 dup() 它的文件描述符，因为它会阻塞，直到子进程终止。当然，在此之后，您将在管道中留下一个文件描述符，其中将包含子进程在终止之前设法 write() 的任何内容。

通过不使用 fread() 从 popen() 返回的文件指针，底层管道将不会被触及，通过 fileno 使用文件描述符是安全的()，并通过调用 pclose() 完成。

Answer 3

popen() 返回的 FILE* 应由 pclose() 关闭，而不是由 fclose() 关闭。然后，pclose() 的文档指定：

pclose() 函数等待
关联进程终止和
返回命令的退出状态
由 wait4() 返回。

因此，除了关闭文件描述符之外，等待是 pclose() 所做的两件事之一。 close() 只做一件事：关闭描述符。

针对你的第二个问题，我认为你可以使用 fileno() 返回的描述符。无需dup()它。完成后，pclose() 原来的。