如何停止线程在 C++ 中读取 stdin Linux 控制台应用程序？

Question

我正在编写一个控制台应用程序，它接受来自 stdin 的输入（单行命令）。该应用程序在专用线程中读取输入，所有输入都存储在队列中，然后由主线程以安全的方式处理。当用户输入 exit 命令时，该命令会被输入线程拦截，该线程会停止侦听新输入，该线程会加入到主线程中，并且应用程序会根据请求停止。

现在我正在容器化这个应用程序，但我仍然希望能够附加到容器并从 stdin 输入命令，因此我指定了 tty 和 stdin_open 设置为 true ，这样就成功了。

但我也希望 docker compose 能够优雅地停止应用程序，所以我决定在我的应用程序中实现 sigTerm() ，以便它可以接收来自 docker compose 的信号并优雅地停止，但是我'我卡在了那部分，因为输入线程在等待 stdin 上的输入时被阻塞。我可以正确接收信号，这根本不是重点，但我正在寻找一种方法，能够正确停止我的容器化应用程序，同时仍然能够从键盘输入命令。

我的应用程序可以这样简化：

void gracefulStop() {
  while (getThreadCount() > 1) { // this function exists somewhere else.
    if (userInputThread.joinable()) {
      userInputThread.join();
      removeFromThreadCount(); // this function exists somewhere else.
    }
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
  }
  exit(SUCCESS);
}

void sigTerm(int s) {
  // Maybe do some stuff here, but what...

  gracefulStop();
}

void userInputLoopThreadFunc() {
  addToThreadCount(); // this function exists somewhere else.
  while (keepGoing) {
    char buf[4096];
    if (!fgets(buf, sizeof(buf), stdin)) {
      break; // we couldn't read from stdin, stop trying.
    }
    std::string input = std::string(buf); // we received a command
    // Intercept exit command
    if (input.starts_with("exit")) {
      keepGoing = false;
    }
    // IRL there's thread safety 
    userInputQueue.push(input); // this will be processed by mainLoop() later
  }
}

int main(int argc, char **argv) {
  // Register the signal
  signal(SIGTERM, sigTerm);

  // Begin listening to user input
  userInputThread = std::thread(&userInputLoopThreadFunc, this);

  // this mainLoop function contains the core of the application
  // as well as the processing code of the user input
  mainLoop();

  // if mainLoop function returned, we received the 'exit' command
  gracefulStop();
}

我已经阅读了多个问题/答案，例如这个 关于非阻塞用户输入（接受的答案建议使用专用线程进行输入，这就是我正在做的），或 另一个关于如何停止读取 stdin 的，并且接受的答案似乎很有希望，但是：

• 使用 ncurses 做什么我正在尝试做的事情看起来确实有点矫枉过正
• 如果使用 select() 和所描述的超时机制，如果在键入命令时发生超时会发生什么？

我还阅读了有关 c++20 jthread here ：

jthread 类代表单个执行线程。它与 std::thread 具有相同的一般行为，除了 jthread 在销毁时自动重新加入，并且可以在某些情况下取消/停止。

但我不确定这对我有帮助。

我正在考虑解决我的问题的多种可能性：

• 找到一种无需用户交互即可将换行符发送到我的应用程序的 stdin 的方法，如果可能的话可能会很糟糕，但可能会解锁 fgets。
• 杀死线程，我知道杀死线程被认为是一种不好的做法，但由于我在这里做的唯一一件事就是停止应用程序，也许我可以忍受这一点，会有任何副作用吗？我该怎么做呢？
• 以另一种方式重写用户输入（我还不知道，jthread，或者其他什么？），这将允许sigTerm()停止应用程序。
• 也许使用 ncurses （这真的能帮助我通过接收信号来停止应用程序吗？）
• 使用 select() 和超时机制，并承受输入中断的风险
• 放弃用户输入并有一些假期时间。

Answer 1

您可以在信号处理程序中关闭stdin。然后，fgets 将立即返回（并且可能返回NULL）。

好消息是 close 位于 从信号处理程序安全调用的函数列表（这是一个相当严格的列表）。快乐的日子。

有一个基于EINTR<的替代方案/code>，但它看起来很混乱，因为您不确定 fgets 在获取它时是否会实际返回。

此外，如果您切换到使用 cin 和 getline，关闭 stdin 应该仍然有效，这肯定会改进您的代码 (*)。当您关闭 badbit >stdin，尽管代码可以比单独检查它更健壮。也许只需在信号处理程序中设置一个（易失性）标志并进行测试即可。

(*) 因为 getline 可以读入 std::string，这意味着它可以读取任意长行，而不必担心分配“足够大”的固定大小缓冲区'。