在进程之间传递和接收数据（C++ 和 Python）

如果你想在 Linux 中与 C / C ++ 程序的脚本交换消息，就像你坐在终端前一样（即如果脚本读取标准输入并写入标准输出），那么你可以使用这个功能

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

FILE *
pty_execvp (char *argv[], pid_t *child)
{
  int pty;
  struct termios t;
  cfmakeraw(&t);

  if (!(*child = forkpty(&pty, 0, &t, 0))) {
    execvp(argv[0], argv);
    fprintf(stderr, "exec %s: %m\n", argv[0]);
    exit(127);
  } else if (*child == -1)
    return 0;

  return fdopen(pty, "r+");
}

类似于popen ，它返回FILE *与伪终端相关联，在伪终端上，具有给定参数的脚本（程序）在新进程中启动。

带有脚本的文件的名称及其参数的传递方式与execvp函数中的方式相同（只有脚本的第一个参数被用作要启动的文件的名称）。

child此进程的 pid 位于参数中的地址。

您需要使用 -lutil 选项进行构建（请参阅man forkpty）。

这是一个（有点麻烦和人为的）使用示例

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


FILE *pty_execvp (char *argv[], pid_t *child);

int
fd_out (int fd, FILE *out, int tmout)
{
  struct pollfd fds = {fd, POLLIN};
  char buf[1024];
  int l, s = 0;

  while (poll(&fds, 1, tmout) > 0) {
    if ((l = read(fd, buf, 1024)) > 0) {
      s += l;
      fwrite(buf, 1, l, out);
    } else
      return -1;
  }

  return s;
}


int
main (int ac, char *av[])
{
  char *line = 0;
  size_t lsz;
  const char *cmd = "ls -l *.txt";
  FILE *in = popen(cmd, "r");
  if (!in)
    perror("popen"), exit(2);
  const char *pcmd[] = {
    "grep",
    "20",
    0
  };
  pid_t cpid;
  FILE *pty = pty_execvp((char **)pcmd, &cpid);
  if (pty)
    printf("run %s pid %ld\n", pcmd[0], (long)cpid);
  else
    exit(fputs("pty-exec error", stderr));

  while (getline(&line, &lsz, in) > 0) {
    fputs(line, pty);
    //    printf("> %s", line);
    if (fd_out(fileno(pty), stdout, 0) < 0) {
      perror("fd_out");
      break;
    }
  }

  while (fd_out(fileno(pty), stdout, 1) > 0);

  int rc;
  rc = pclose(in);
  printf("%s rc = %d\n",
     WIFEXITED(rc) ? "exit" : "terminated", WEXITSTATUS(rc));
  fclose(pty);
  pid_t fin = wait(&rc);
  if (WIFEXITED(rc)) 
    printf("Exit pid:%ld %d\n", (long)fin, WEXITSTATUS(rc));
  else if (WIFSIGNALED(rc))
    printf("Signal pid:%ld %d\n", (long)fin, WTERMSIG(rc));
  else
    printf("??? pid:%ld %d\n", (long)fin, rc);


  return puts("End") == EOF;
}

ls -l *.txt | grep 20当我们事先不知道grep对传递的字符串的响应是什么时，此示例给出的结果与显示使用 popen 和 pty_exec 的结果相同。

fd_out()请注意程序末尾的调用超时。

实际上，有多种实施方案。命名管道（named pipes）就是为了我的任务而产生的。

下面显示了一个实现示例。省略了一些错误处理并且简化了代码本身。

C++ 的代码片段

int pipeDescr, bytesNumber;
std::string outputPipeName{"inputPipe"}, inputPipeName{"outputPipe"};
char message[BUFSIZ];

if (mkfifo(inputPipeName.c_str(), 0777) || mkfifo(outputPipeName.c_str(), 0777))
{
    perror("mkfifo");
    return 1;
}

memset(message, '\0', BUFSIZ);
strcpy(message, "Sample message");

if ((pipeDescr = open(outputPipeName.c_str(), O_WRONLY)) <= 0)
{
    perror("open");
    return 2;
}

bytesNumber = write(pipeDescr, message, strlen(message) + 1);
if (bytesNumber <= 0)
{
    perror("write");
    return 3;
}
close(pipeDescr);

memset(message, '\0', BUFSIZ);
if ((pipeDescr = open(inputPipeName.c_str(), O_RDONLY)) <= 0)
{
    perror("open");
    return 2;
}

bytesNumber = read(pipeDescr, message, BUFSIZ);
if (bytesNumber <= 0)
{
    perror("read");
    return 4;
}
close(pipeDescr);

std::cout << "Got message: " << message << std::endl;

remove(inputPipeName.c_str());
remove(outputPipeName.c_str());

Python 的代码片段

input_pipe_name = "inputPipe"
output_pipe_name = "outputPipe"

while not os.path.exists(input_pipe_name) and not os.path.exists(output_pipe_name):
    pass

try:
    pipe_descr = os.open(input_pipe_name, os.O_RDONLY)
    mes = os.read(pipe_descr, 1024)
    os.close(pipe_descr)
    print('Got: ' + str(mes))

    mes = 'Some answer'
    pipe_descr = os.open(output_pipe_name, os.O_WRONLY)
    os.write(pipe_descr, bytes(mes, 'UTF-8'))
    os.close(pipe_descr)
except OSEerror as exc:
    print('Exception: ' + str(exc))

用 C++ 编写的程序的进程首先开始，因为它创建频道文件。

从你关于信号的问题来看，我会简化进程通信，例如，你可以在 Python 中使用标准输入/输出进行写入和读取：

#!/usr/bin/env python3
import sys

for line in sys.stdin:
    print(work_func(line), flush=True)

要在 之后将子进程的 I/O 重定向到 C fork()，您可以dup2()使用. 或者更简单，使用socketpair. 如果需要，您可以使用共享内存 ( mmap, posix_ipc)。