云风的 BLOG: Windows 下以非阻塞方式读取标准输入

最近遇到一个小问题，游戏的 client 在开发调试阶段需要接收控制台的输入指令。这个需求其实一直都有，只不过以前是自己写的控制台，那样反而好控制一些。使用 Windows 标准控制台也不是第一次，但是这个输入问题都没有好好的解决。这次又碰到这个问题，决定找个好点的解决方案。

读取标准输入的 C 函数，像 scanf ， gets 这些都是阻塞方式的。一经调用，程序就塞在那里不动了。起初的想法是，既然控制台输入就是一个标准输入文件，那么把这个文件修改成非阻塞模式就可以了。google 了一下，似乎 windows 下并没有 fcntl 或是 ioctl 这样的东西可以修改 stdin 为非阻塞模式。或许有别的 windows API 吧，没精力去查。

比较丑陋的方法是用 _kbhit 检测键盘输入，这个方法不太符合我的审美观。想了一下，觉得还是另外开个线程清爽一点。反正是调试用，虽然从资源占用与效率角度看不太美妙，姑且也可以凑合了。

以下代码可以工作 :)

#include "windows.h"
#include "process.h"
#include "stdio.h"

#define BUFFER_MAX 1024

char g_nbstdin_buffer[2][BUFFER_MAX];
HANDLE g_input[2];
HANDLE g_process[2];

DWORD WINAPI console_input(LPVOID lpParameter)
{
    for (;;) {
        int i;
        for (i=0;i<2;i++) {
            fgets(g_nbstdin_buffer[i],BUFFER_MAX,stdin);
            SetEvent(g_input[i]);
            WaitForSingleObject(g_process[i],INFINITE);
        }
    }
    return 0;
}

void create_nbstdin()
{
    int i;
    DWORD tid;
    CreateThread(NULL,1024,&console_input,0,0,&tid);
    for (i=0;i<2;i++) {
        g_input[i]=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL);
        g_process[i]=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL);
        g_nbstdin_buffer[i][0]='\0';
    }
}

const char* nbstdin()
{
    DWORD n=WaitForMultipleObjects(2,g_input,FALSE,0);
    if (n==WAIT_OBJECT_0 || n==WAIT_OBJECT_0+1) {
        n=n-WAIT_OBJECT_0;
        SetEvent(g_process[n]);
        return g_nbstdin_buffer[n];
    }
    else {
        return 0;
    }
}

void main()
{
    create_nbstdin();
    for (;;) {
        const char *line=nbstdin();
        if (line) {
            printf(">%s",line);
        }
        else {
            Sleep(0);
        }
    }
}

这个程序会用一个额外的线程去读取 stdin ，我实现了一个叫做 nbstdin() 的函数，其作用有点像 gets() 。但这个函数是非阻塞的，如果控制台没有新的行输入，它会返回一个空指针。

这个程序用了两个输入 buffer 乒乓切换，这样做可以避免在两次调用 nbstdin() 之间对输入 buffer 的处理被读线程破坏掉。

程序结束的时候并没有释放创建出来的 Event 也没有主动关闭读输入的子线程，我觉得这样做更简洁，该 os 处理的事情留给 os 吧 :)

Comments

那线程如何正常退出呢。

Posted by: oneofzero | (13) August 18, 2014 10:40 AM

正好在学习怎么做一个C语言的聊天程序。但是等待用户输入程序会卡。参考一下

Posted by: 大笨兔 | (12) December 25, 2012 10:03 AM

云风大哥，CRT相关的线程应该使用_beginthread来创建吧

Posted by: luosiyong | (11) September 20, 2011 04:25 PM

我用_kbhit 封装了一个类实现的讨厌多线程

Posted by: acai | (10) August 31, 2009 01:03 AM

使用异步API I/0函数可能效率更高、资源占用更低

Posted by: 极光炫影 | (9) November 20, 2006 12:24 AM

还是使用overlapped I/O更好一些。

Posted by: mouse | (8) August 16, 2006 03:03 PM

关注云风的BLOG好久. 从中受益不少好东西.

Posted by: LOGOLS | (7) August 15, 2006 07:03 PM

c++下面有没有比较好的gc库，可以动态内存整理的

Posted by: Atry | (6) August 15, 2006 03:24 PM

c++为什么会把虚拟内存的东西再交换回来呢? 因为这种情况经常出现：调用 ~A 的时候需要 delete B 。B 的指针放在 A 的成员里，所以原本交换到外存的 A 对象就需要交换回内存，取回 B 指针只为了调用 ~B 。解决这个问题的方案之一就是建立一个类似 gc 的资源管理方案，最后一次释放掉所有资源。apache 就有类似的实现。 to liaoliao: 我认为现在这样处理已经足够使用了，其实 console 会缓存阻塞住的键盘输入。如果真需要更流畅的解决 console 输入的话，应该在主线程中查询到新的 console 指令后就立刻取出来放进队列, 而不应该让输入线程开更多的 buffer 缓存更多的输入行。目前，输入线程允许在主线程处理上一条指令的时候，输入新指令，对于人的键盘输入，速度已经够用了。

Posted by: Cloud | (5) August 15, 2006 12:18 PM

这个问题我以前碰到过，当时我想出一个办法：win上虽然不能改stdin的属性也没有现成的非阻塞读函数，但是win上对socket有一个select函数是非阻塞的，所以我就在主线程里建一个socket并在上面调用select函数，然后开另一个线程去用scanf读stdin并把读到的内容发往主线程里建的那个socket。这样主线程里的select就不会阻塞了。方法虽然很笨，但也比较简单满足我的需要了～

Posted by: fatfatson | (4) August 15, 2006 11:26 AM

两个输入 buffer 乒乓切换富有巧思。这样主线程是不会等工作线程，但工作线程却要等主线程吧？比如控制台输入消息后，得等主线程处理完后才能输下一条消息。要互不等待的话，是不是该引入消息队列，有没有更好的办法？

Posted by: liaoliao | (3) August 15, 2006 11:01 AM

c++为什么会把虚拟内存的东西再交换回来呢?

Posted by: gmcat | (2) August 15, 2006 10:55 AM

是啊，我就奇怪，为什么很多程序，尤其是游戏，运行的时候速度还可以，退出的时候就要延时很久很久。退出的时候无非就是释放资源和内存。如果一个程序用了上G的虚拟内存，可能运行的时候并不慢，因为这些虚拟内存几乎很少用到，很少交换到物理内存，但是调用C++的delete或者相似的东西的时候就惨了，就非得把这上G的虚拟内存一一交换到物理内存来，再依次调用析构函数，而析构函数里面其实多半也就是delete别的对象，导致的结果操作系统被迫对页面文件进行上G的IO 假如根本不析构，直接结束掉进程，操作系统释放位于虚拟内存中的进程所占用的内存，操作系统只需要把页面文件的这些部分标记成已经释放就行了，几乎没有IO开销。所以我深深地怀疑C++的析构在进程退出的时候是否有必要，是否起了副作用

Posted by: Atry | (1) August 14, 2006 11:27 PM

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Windows 下以非阻塞方式读取标准输入

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