如果程序读取和写入同一个缓冲区会发生什么？

Question

我遇到的是我写了一个简单的Python脚本，名为

tt.py

:

import time

while True:
    print(123)
    time.sleep(0.5)

我通过

python tt.py &

运行它，它将持续输出到终端

123

。如果我在输入

l

几秒钟后输入字符

s

，则命令

ls

可以正常工作。

但是为什么，据我所知，有一点伪终端：主控端和从属端。我认为 bash 的 stdin、stdout、stderr 被重定向到从属端。所以在我看来，bash 应该返回像

l123\n123\n...s

not find 这样的命令。

更普遍的问题是，当它们指向相同的文件描述符时，bash 如何知道哪个是输出哪个是输入？

或者我在这种情况下哪里理解错了，提前谢谢！

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更新：

我知道 stdin 和 stdout 指向不同的描述符，但它们可以指向相同的描述符，对吗？

所以在我看来，python 脚本的标准输出到 psuedoterminal 的从属端，而终端在主控端显示流。似乎我不明白终端标准输入如何转到 bash 的标准输入。不是先去master端然后去slave端然后bash吗？

如果是这样，我认为主端的事情会变得混乱，因为它同时接收 python 脚本的输出和终端的输入。

Answer 1

伪终端由两个独立的数据通道组成，并且每个通道都有自己的缓冲区。

有一个通道将写入从属 pty 的数据传输到主 pty。还有另一个通道将写入主 pty 的数据传输到从 pty。

写入 pty 从属端的任何内容都由连接到主端的进程读取。在本例中，它是您的终端应用程序。它在终端窗口中显示此数据。

python

和

ls

都在写入从属pty，并且它们的输出显示在窗口中。

当应用程序从从属 pty 读取时，它会获取其他进程写入主控端的内容。终端应用程序写入您在键盘上键入的内容，而不是发送到从属端的输出。

因此 python 脚本的输出不会被 shell 读取为输入。

如果两个方向不独立，则每个生成输出并读取输入的程序都会完全混乱，因为它最终会读取自己的输出。

Answer 2

您误解了 POSIX 标准流 的工作原理。有单独的流用于输入（

stdin

），以及用于正常和错误输出（

stdout

和

stderr

）。这些并不是唯一可能的流。

当您将进程放入后台（使用

&

）时，该进程将继承与 bash 相同的标准流。所以Python进程

stdout

与bash

stdout

是同一个流。然而，Bash 不从标准输出读取。您的 PTY（终端）只是显示写入标准输出流的所有数据。

明确地说：bash 永远不会在其

stdin

上接收Python写入stdout的数据。您在键盘上输入的字符将发送到 bash 进程

stdin

流，与 Python 进程生成的输出完全分开。

请注意，从 bash 和 Python 的角度来看，它们只是连接到标准流（它们可以测试流是否连接到终端），流是否连接到真实终端并不重要或伪终端。伪终端也不会将 Python 输出发送回 bash；它的行为就像任何终端一样；从连接的程序接收到的数据不被视为键盘输入。 PTY 的主从端都知道如何处理输入和输出并将它们分开：

一般来说，您会在屏幕上看到

ls

回显，因为 PTY 设置为

echo input

（bash 在收到输入后不会将其写回）。

Answer 3

所以在我看来，bash 应该返回像 l123 这样的命令 123 ...没有找到。

交互模式下的

bash

运行其

stdin

上提供的命令（例如键盘输入）。子进程（在本例中为 python）写入从

bash

继承的 stdout（例如，显示）。默认情况下，标准输出数据不会进入标准输入（尽管

如果您愿意，可以这样做

）。 在这种情况下，

python

是否是bash的后台/前台工作并不重要（它不会改变python输出的位置，我们不关心这里的

stty tostop

）或者

pseudoterminal是否是使用或者您直接查看console。 bash 可以使用 fork、exec 系统调用来启动子进程，并且

dup2

来配置其 stdin/stdout/stderr 流，例如，

通过递归调用实现的管道

——单个命令没有重定向。