具有 ReadabilityHandler 块的 NSTask 竞争条件

Question

基本设置

我使用 NSTask 到运行优化图像的过程。此过程将输出数据写入 stdout。我使用 NSTask 的 readabilityHandler 属性来捕获该数据。这是简化的设置：

NSTask *task = [[NSTask alloc] init];
[task setArguments:arguments];  // arguments defined above
                   
NSPipe *errorPipe = [NSPipe pipe];
[task setStandardError:errorPipe];
NSFileHandle *errorFileHandle = [errorPipe fileHandleForReading];
                   
NSPipe *outputPipe = [NSPipe pipe];
[task setStandardOutput:outputPipe];
NSFileHandle *outputFileHandle = [outputPipe fileHandleForReading];
                   
NSMutableData *outputData = [[NSMutableData alloc] init];
NSMutableData *errorOutputData = [[NSMutableData alloc] init];
                   
outputFileHandle.readabilityHandler = ^void(NSFileHandle *handle) { 
      NSLog(@"Appending data for %@", inputPath.lastPathComponent); 
      [outputData appendData:handle.availableData]; 
};

errorFileHandle.readabilityHandler = ^void(NSFileHandle *handle) { 
       [errorOutputData appendData:handle.availableData]; 
};

然后我这样调用 NSTask:

[task setLaunchPath:_pathToJPEGOptim];
[task launch];
[task waitUntilExit];

（这都是在后台调度队列上完成的）。接下来我检查 NSTask 的 return 值：

if ([task terminationStatus] == 0)
{
    newSize = outputData.length;
                           
    if (newSize <= 0)
    {
        NSString *errorString = [[NSString alloc] initWithData:errorOutputData encoding:NSUTF8StringEncoding];
        NSLog(@"ERROR string: %@", errorString);
    }

    // Truncated for brevity...
}

问题

在大约 98% 的情况下，这都能完美运行。但是，似乎 -waitUntilExit 可以在 readabilityHandler 块运行之前触发。这是一个屏幕截图，显示可读性处理程序在任务退出后运行ning:

所以这显然是调度队列运行与 readabilityHandler 和我启动 NSTask 的调度队列之间的竞争条件。我的问题是：我怎么才能确定 readabilityHandler 已经完成？如果当 NSTask 告诉我完成时，它可能没有完成，我该如何克服这种竞争条件？

注意：

我知道 NSTask 有一个可选的 completionHandler 块。但是文档指出这个块不能保证在 -waitUntilExit return 之前运行，这意味着它可以运行甚至比 -waitUntilExit 更早开始。这将使竞争条件更有可能。

Answer 1

创建一个初始值为 0 的信号量。在可读性处理程序中，检查从 availableData 编辑的数据对象 return 的长度是否为 0。如果是，则表示文件结束.在这种情况下，发出信号量。

然后，在 waitUntilExit return 秒之后，等待信号量两次（您正在读取的每个管道一次）。当这些等待 return 时，您已获得所有数据。

Answer 2

更新：现代 macOS：

availableData 不再有我在下面描述的问题。我不确定它们何时得到解决，但至少 Monterey 工作正常。下面描述的方法适用于旧版本的 macOS.

此外，随着现代 Swift 并发系统的到位以及“线程始终可以向前推进”的新范式，使用如下信号量应该是最后的选择。如果可以的话，用NSTask的completionHandlerAPI。我没有正式保证可读性处理程序将在调用 completionHandler 之前完成，但它们在实践中似乎是这样，至少在现代 macOS 上是这样。您的里程可能会有所不同。

旧建议：

好的，经过很多trial-and-error，这是正确的处理方式：

1。不要使用 -AvailableData

在您的可读性处理程序块中，不要使用 -availableData 方法。这有奇怪的副作用，有时不会捕获所有可用数据，并且会干扰系统尝试使用空 NSData 对象调用处理程序以发出管道关闭信号，因为 -availableData 阻塞直到数据实际可用。

2。使用 -readDataOfLength:

相反，在可读性处理程序块中使用 -readDataOfLength:NSUIntegerMax。使用这种方法，处理程序正确地接收到一个空的 NSData 对象，您可以使用该对象来检测管道的关闭并发出信号量。

3。当心 macOS 10.12!

Apple 在 10.13 中修复了一个绝对关键的错误：在旧版本的 macOS 上，如果没有数据可读，则永远不会调用可读性处理程序。也就是说，他们永远不会被调用 zero-length 数据来表明他们已经完成。这会导致使用信号量方法的永久挂起，因为信号量永远不会递增。为了解决这个问题，我测试了 macOS 10.12 或更低版本，如果我在旧的 OS 上运行，我只调用 dispatch_semaphore_wait()在 NSTask 的 completionHandler 块中与对 dispatch_semaphore_signal() 的单个调用配对。我让完成块休眠 0.2 秒以允许处理程序执行。这显然是一个非常丑陋的 hack，但它确实有效。如果我在 10.13 plus 上，我有不同的可读性处理程序向信号量发出信号（一次来自错误处理程序，一次来自正常输出处理程序）并且我仍然从 completionHandler 块向信号量发出信号。在我启动任务后，这些与对 dispatch_semaphore_wait() 的 3 次调用配对。在这种情况下，完成块中不需要延迟，因为当 fileHandle 完成时，macOS 正确地调用具有 zero-length 数据的可读性处理程序。

示例：

（注意：假设 stuff 的定义与我原来的问题示例相同。为了便于阅读，此代码已缩短。）

// Create the semaphore
dispatch_semaphore_t sema = dispatch_semaphore_create(0);

// Define a handler to collect output data from our NSTask
outputFileHandle.readabilityHandler = ^void(NSFileHandle *handle)
{
    // DO NOT use -availableData in these handlers.
    NSData *newData = [handle readDataOfLength:NSUIntegerMax];
    if (newData.length == 0) 
    {
        // end of data signal is an empty data object.
        outputFileHandle.readabilityHandler = nil;
        dispatch_semaphore_signal(sema);
    } 
    else 
    {
       [outputData appendData:newData];
    }
};

// Repeat the above for the 'errorFileHandle' readabilityHandler.


[task launch];
  
// two calls to wait because we are going to signal the semaphore once when
// our 'outputFileHandle' pipe closes and once when our 'errorFileHandle' pipe closes                     
dispatch_semaphore_wait(sema, DISPATCH_TIME_FOREVER);
dispatch_semaphore_wait(sema, DISPATCH_TIME_FOREVER);

// ... do stuff when the task is done AND the pipes have finished handling data.

// After doing stuff, release the semaphore
dispatch_release(sema);
sema = NULL;

具有 ReadabilityHandler 块的 NSTask 竞争条件

NSTask Race Condition With ReadabilityHandler Block

cocoa

objective-c

race-condition

nstask

grand-central-dispatch