Libuv 子进程IO

一个正常的新产生的进程都有自己的一套文件描述符映射表,例如0,1,2分别对应stdin,stdout和stderr。有时候父进程想要将自己的文件描述符映射表分享给子进程。例如,你的程序启动了一个子命令,并且把所有的错误信息输出到log文件中,但是不能使用stdout。因此,你想要使得你的子进程和父进程一样,拥有stderr。在这种情形下,libuv提供了继承文件描述符的功能。在下面的例子中,我们会调用这么一个测试程序:
proc-streams/test.c

#include <stdio.h>

int main()
{
    fprintf(stderr, "This is stderr\n");
    printf("This is stdout\n");
    return 0;
}

实际的执行程序 proc-streams在运行的时候,只向子进程分享stderr。使用uv_process_options_t的stdio域设置子进程的文件描述符。首先设置stdio_count,定义文件描述符的个数。uv_process_options_t.stdio是一个uv_stdio_container_t数组。定义如下:

typedef struct uv_stdio_container_s {
  uv_stdio_flags flags;

  union {
    uv_stream_t* stream;
    int fd;
  } data;
} uv_stdio_container_t;

上边的flag值可取多种。比如,如果你不打算使用,可以设置为UV_IGNORE。如果与stdio中对应的前三个文件描述符被标记为UV_IGNORE,那么它们会被重定向到/dev/null。

因为我们想要传递一个已经存在的文件描述符,所以使用UV_INHERIT_FD。因此,fd被设为stderr。
proc-streams/main.c

int main() {
    loop = uv_default_loop();

    /* ... */

    options.stdio_count = 3;
    uv_stdio_container_t child_stdio[3];
    child_stdio[0].flags = UV_IGNORE;
    child_stdio[1].flags = UV_IGNORE;
    child_stdio[2].flags = UV_INHERIT_FD;
    child_stdio[2].data.fd = 2;
    options.stdio = child_stdio;

    options.exit_cb = on_exit;
    options.file = args[0];
    options.args = args;

    int r;
    if ((r = uv_spawn(loop, &child_req, &options))) {
        fprintf(stderr, "%s\n", uv_strerror(r));
        return 1;
    }

    return uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
}

这时你启动proc-streams,也就是在main中产生一个执行test的子进程,你只会看到“This is stderr”。你可以试着设置stdout也继承父进程。

同样可以把上述方法用于流的重定向。比如,把flag设为UV_INHERIT_STREAM,然后再设置父进程中的data.stream,这时子进程只会把这个stream当成是标准的I/O。这可以用来实现,例如CGI。

一个简单的CGI脚本的例子如下:
cgi/tick.c

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

int main() {
    int i;
    for (i = 0; i < 10; i++) {
        printf("tick\n");
        fflush(stdout);
        sleep(1);
    }
    printf("BOOM!\n");
    return 0;
}

CGI服务器用到了这章和网络那章的知识,所以每一个client都会被发送10个tick,然后被中断连接。

cgi/main.c

void on_new_connection(uv_stream_t *server, int status) {
    if (status == -1) {
        // error!
        return;
    }

    uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t*) malloc(sizeof(uv_tcp_t));
    uv_tcp_init(loop, client);
    if (uv_accept(server, (uv_stream_t*) client) == 0) {
        invoke_cgi_script(client);
    }
    else {
        uv_close((uv_handle_t*) client, NULL);
    }

上述代码中,我们接受了连接,并把socket(流)传递给invoke_cgi_script。

cgi/main.c

args[1] = NULL;

    /* ... finding the executable path and setting up arguments ... */

    options.stdio_count = 3;
    uv_stdio_container_t child_stdio[3];
    child_stdio[0].flags = UV_IGNORE;
    child_stdio[1].flags = UV_INHERIT_STREAM;
    child_stdio[1].data.stream = (uv_stream_t*) client;
    child_stdio[2].flags = UV_IGNORE;
    options.stdio = child_stdio;

    options.exit_cb = cleanup_handles;
    options.file = args[0];
    options.args = args;

    // Set this so we can close the socket after the child process exits.
    child_req.data = (void*) client;
    int r;
    if ((r = uv_spawn(loop, &child_req, &options))) {
        fprintf(stderr, "%s\n", uv_strerror(r));

cgi的stdout被绑定到socket上,所以无论tick脚本程序打印什么,都会发送到client端。通过使用进程,我们能够很好地处理读写并发操作,而且用起来也很方便。但是要记得这么做,是很浪费资源的。