竞争条件:读取子进程的标准输出和错误输出
目前golang学习网上已经有很多关于Golang的文章了,自己在初次阅读这些文章中,也见识到了很多学习思路;那么本文《竞争条件:读取子进程的标准输出和错误输出》,也希望能帮助到大家,如果阅读完后真的对你学习Golang有帮助,欢迎动动手指,评论留言并分享~
在 go 中,我尝试:
- 启动子进程
- 分别从 stdout 和 stderr 读取
- 实施整体超时
经过多次谷歌搜索,我们找到了一些在大多数情况下似乎可以完成这项工作的代码。但似乎存在竞争条件,无法读取某些输出。
该问题似乎只发生在 linux 上,而不是 windows 上。
按照通过谷歌找到的最简单的解决方案,我们尝试创建一个带有超时的上下文:
context.withtimeout(context.background(), 10*time.second)
虽然这在大多数情况下都有效,但我们也能找到它永远挂起的情况。子进程的某些方面导致了死锁。 (与子进程没有充分分离的孙子进程有关,因此导致子进程永远不会完全退出。)
此外,似乎在某些情况下,当超时发生时返回的 error
将指示超时,但只会在进程实际退出后传递(从而使整个概念超时没用)。
func GetOutputsWithTimeout(command string, args []string, timeout int) (io.ReadCloser, io.ReadCloser, int, error) { start := time.Now() procLogger.Tracef("Initializing %s %+v", command, args) cmd := exec.Command(command, args...) // get pipes to standard output/error stdout, err := cmd.StdoutPipe() if err != nil { return emptyReader(), emptyReader(), -1, fmt.Errorf("cmd.StdoutPipe() error: %+v", err.Error()) } stderr, err := cmd.StderrPipe() if err != nil { return emptyReader(), emptyReader(), -1, fmt.Errorf("cmd.StderrPipe() error: %+v", err.Error()) } // setup buffers to capture standard output and standard error var buf bytes.Buffer var ebuf bytes.Buffer // create a channel to capture any errors from wait done := make(chan error) // create a semaphore to indicate when both pipes are closed var wg sync.WaitGroup wg.Add(2) go func() { if _, err := buf.ReadFrom(stdout); err != nil { procLogger.Debugf("%s: Error Slurping stdout: %+v", command, err) } wg.Done() }() go func() { if _, err := ebuf.ReadFrom(stderr); err != nil { procLogger.Debugf("%s: Error Slurping stderr: %+v", command, err) } wg.Done() }() // start process procLogger.Debugf("Starting %s", command) if err := cmd.Start(); err != nil { procLogger.Errorf("%s: failed to start: %+v", command, err) return emptyReader(), emptyReader(), -1, fmt.Errorf("cmd.Start() error: %+v", err.Error()) } go func() { procLogger.Debugf("Waiting for %s (%d) to finish", command, cmd.Process.Pid) err := cmd.Wait() // this can be 'forced' by the killing of the process procLogger.Tracef("%s finished: errStatus=%+v", command, err) // err could be nil here //notify select of completion, and the status done <- err }() // Wait for timeout or completion. select { // Timed out case <-time.After(time.Duration(timeout) * time.Second): elapsed := time.Since(start) procLogger.Errorf("%s: timeout after %.1f\n", command, elapsed.Seconds()) if err := TerminateTree(cmd); err != nil { return ioutil.NopCloser(&buf), ioutil.NopCloser(&ebuf), -1, fmt.Errorf("failed to kill %s, pid=%d: %+v", command, cmd.Process.Pid, err) } wg.Wait() // this *should* take care of waiting for stdout and stderr to be collected after we killed the process return ioutil.NopCloser(&buf), ioutil.NopCloser(&ebuf), -1, fmt.Errorf("%s: timeout %d s reached, pid=%d process killed", command, timeout, cmd.Process.Pid) //Exited normally or with a non-zero exit code case err := <-done: wg.Wait() // this *should* take care of waiting for stdout and stderr to be collected after the process terminated naturally. elapsed := time.Since(start) procLogger.Tracef("%s: Done after %.1f\n", command, elapsed.Seconds()) rc := -1 // Note that we have to use go1.10 compatible mechanism. if err != nil { procLogger.Tracef("%s exited with error: %+v", command, err) exitErr, ok := err.(*exec.ExitError) if ok { ws := exitErr.Sys().(syscall.WaitStatus) rc = ws.ExitStatus() } procLogger.Debugf("%s exited with status %d", command, rc) return ioutil.NopCloser(&buf), ioutil.NopCloser(&ebuf), rc, fmt.Errorf("%s: process done with error: %+v", command, err) } else { ws := cmd.ProcessState.Sys().(syscall.WaitStatus) rc = ws.ExitStatus() } procLogger.Debugf("%s exited with status %d", command, rc) return ioutil.NopCloser(&buf), ioutil.NopCloser(&ebuf), rc, nil } //NOTREACHED: should not reach this line! }
调用 getoutputswithtimeout("uname",[]string{"-mpi"},10)
将返回预期的单行输出大部分时间。但有时它会返回无输出,就好像读取 stdout 的 goroutine 没有足够快地启动来“捕获”所有输出(或提前退出?)“大多数时候”强烈建议竞争条件。
我们有时还会看到来自 goroutine 的有关“文件已关闭”的错误(这似乎是在超时条件下发生的,但也会在其他“正常”时间发生)。
我本以为在 cmd.start()
之前启动 goroutine 将确保不会丢失任何输出,并且使用 waitgroup
将保证它们在读取缓冲区之前完成。
那么我们是如何丢失输出的呢?两个“reader”协程和 cmd.start()
之间是否仍然存在竞争条件?我们是否应该确保这两个正在使用另一个 waitgroup
运行?
或者readfrom()
的实现有问题吗?
请注意,由于与旧操作系统的向后兼容性问题,我们目前使用 go1.10,但 go1.12.4 也会出现相同的效果。
或者我们是否想得太多了,使用 context.withtimeout()
的简单实现就可以完成这项工作?
解决方案
这是不可能的,因为管道不能“丢失”数据。如果进程正在写入 stdout 而 go 程序尚未读取,则进程将阻塞。
解决该问题的最简单方法是:
- 启动 goroutine 来收集 stdout、stderr
- 启动一个计时器来终止进程
- 启动流程
- 使用 .wait() 等待它完成(或被计时器终止)
- 如果计时器被触发,则返回超时错误
- 处理等待错误
func GetOutputsWithTimeout(command string, args []string, timeout int) ([]byte, []byte, int, error) { cmd := exec.Command(command, args...) // get pipes to standard output/error stdout, err := cmd.StdoutPipe() if err != nil { return nil, nil, -1, fmt.Errorf("cmd.StdoutPipe() error: %+v", err.Error()) } stderr, err := cmd.StderrPipe() if err != nil { return nil, nil, -1, fmt.Errorf("cmd.StderrPipe() error: %+v", err.Error()) } // setup buffers to capture standard output and standard error var stdoutBuf, stderrBuf []byte // create 3 goroutines: stdout, stderr, timer. // Use a waitgroup to wait. var wg sync.WaitGroup wg.Add(2) go func() { var err error if stdoutBuf, err = ioutil.ReadAll(stdout); err != nil { log.Printf("%s: Error Slurping stdout: %+v", command, err) } wg.Done() }() go func() { var err error if stderrBuf, err = ioutil.ReadAll(stderr); err != nil { log.Printf("%s: Error Slurping stderr: %+v", command, err) } wg.Done() }() t := time.AfterFunc(time.Duration(timeout)*time.Second, func() { cmd.Process.Kill() }) // start process if err := cmd.Start(); err != nil { t.Stop() return nil, nil, -1, fmt.Errorf("cmd.Start() error: %+v", err.Error()) } err = cmd.Wait() timedOut := !t.Stop() wg.Wait() // check if the timer timed out. if timedOut { return stdoutBuf, stderrBuf, -1, fmt.Errorf("%s: timeout %d s reached, pid=%d process killed", command, timeout, cmd.Process.Pid) } if err != nil { rc := -1 if exitErr, ok := err.(*exec.ExitError); ok { rc = exitErr.Sys().(syscall.WaitStatus).ExitStatus() } return stdoutBuf, stderrBuf, rc, fmt.Errorf("%s: process done with error: %+v", command, err) } // cmd.Wait docs say that if err == nil, exit code is 0 return stdoutBuf, stderrBuf, 0, nil }
理论要掌握,实操不能落!以上关于《竞争条件:读取子进程的标准输出和错误输出》的详细介绍,大家都掌握了吧!如果想要继续提升自己的能力,那么就来关注golang学习网公众号吧!

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