Boost Process V2 的輸入輸出

如果是要比較容易理解的操作，應該是使用 C 的檔案指標？這邊也支援 stdin、stdout、stderr 這些巨集（參考），所以如果只是要做重新導向的話，算是滿方便的。

像是下面這段程式：

boost::process::process proc(ctx,
  "/usr/bin/ping",
  { "www.google.com", "-c", "4" },
  boost::process::process_stdio{ {}, stdout, stdout });

這邊透過 process_stdio 來讓正常的輸出和錯誤的輸出都丟給 stdout。

不過這樣的程式雖然在 Linux 雖然可以正確執行，但是就像前面提到的、在 Windows 下似乎是會在執行時出錯的…

而如果是想要把結果輸出到檔案，也可以寫成：

FILE* fp = fopen("/tmp/test.txt", "w+");

boost::asio::io_context ctx;
boost::process::process proc(ctx,
  "/usr/bin/ping",
  { "www.google.com", "-c", "4" },
  boost::process::process_stdio{ {}, fp, fp });

proc.wait();

fclose(fp);

這樣的程式就會把 ping 的結果和錯誤都儲存在 /tmp/test.txt 這個檔案了。

而這邊也可以用讀取模式開啟一個檔案、把它當成標準輸入丟給外部程式，寫法基本上是類似的。

如果只是要輸出到檔案、或是從檔案讀取的話，其實 process_stdio 也可以直接透過檔案路徑來設定、不需要手動控制 FILE*；不過，這邊的路徑應該只能用 boost::filesystem::path 就是了。

比如說上面的程式碼可以改寫成：

boost::process::process proc(ctx,
  "/usr/bin/ping",
  { "www.google.com", "-c", "4" },
  boost::process::process_stdio{ {}, boost::filesystem::path("/tmp/test.txt"), {} });

這樣也是會把結果輸出到檔案裡的。（不過這邊就沒管錯誤了）

而如果不想管輸出的話，其實也可以直接設定成 nullptr，這樣就可以直接無視了。

像寫成下面的樣子的話，基本上就不會看到 ping 的結果了。

boost::process::process proc(ctx,
  "/usr/bin/ping",
  { "www.google.com", "-c", "4" },
  boost::process::process_stdio{ {}, nullptr, {} });

而根據官方文件的說法，這樣寫在 POSIX 系統上會是丟給 /dev/null、在 Windows 則是丟給 NUL。

如果要進行比較複雜的操作的話，這邊可能就要使用 Boost asio 的 pipe 了。下面是根據官方的範例，把之前 ping 的範例、修改成用 readable_pipe 讀取的程式；這邊為了讓 Windows 和 Linux 都能執行，其實還滿麻煩的…

#ifdef _WIN32
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ntdll.lib")
#pragma comment(lib, "user32.lib")
#pragma comment(lib, "shell32.lib")
#endif
 
#include <iostream>
#include <boost/asio/read.hpp>
#include <boost/process.hpp>
 
#ifdef _WIN32
const std::string sPara = "-n";
#else
const std::string sPara = "-c";
#endif
 
int main()
{
  boost::asio::io_context ctx;
 
  boost::asio::readable_pipe rp{ ctx };
 
  boost::process::process proc(ctx,
    boost::process::environment::find_executable("ping"),
    { "www.google.com", sPara, "4" },
    boost::process::process_stdio{ {}, rp, {} });
 
  boost::system::error_code ec;
  std::string output;
  boost::asio::read(rp, boost::asio::dynamic_buffer(output), ec);
  if (ec == boost::asio::error::eof ||        // Linux
    ec == boost::asio::error::broken_pipe)  // Windows
  {
    std::cout << output << std::endl;
  }
  else
  {
    std::cerr << "Error: " << ec.message() << std::endl;
  }
  proc.wait();
}

這邊會先建立一個 readable_pipe 的物件 rp，之後則是讓 process 把本來的標準輸出都丟到 rp 裡面。

在執行後，則是透過 boost::asio_read() 把資料全部讀到 output 這個字串裡面，確認沒問題後再整個輸出。

不過在 Windows 上正常結束的時候，ec 似乎不會是 boost::asio::error::eof、而都是 boost::asio::error::broken_pipe？這點不確定是什麼的問題。

不過這樣的讀取方法會一次讀完、所以 ping 的結果會一次讀取到字串後再統一輸出，和本來一次一次輸出會有相當地差別。

這樣的效果在不少使用情境下可能不見得適合，如果不想要這樣，就得用別的讀取函示來逐步讀取了。個人覺得比較直覺的方法，應該會是逐行讀取？但是很可惜的，是 Boost asio 相關的讀取函式似乎沒有類似 getline() 的方法，所以要把輸出的結果一行一行處理其實相對還滿麻煩的。

而如果想要給輸入用的話，則是可以使用 asio 的 writable_pipe 來操作。下面是一個簡單的例子：

boost::asio::io_context ctx;

boost::asio::writable_pipe wp{ ctx };
boost::asio::readable_pipe rp{ ctx };

boost::process::process proc(ctx,
  "./echo", {},
  boost::process::process_stdio{ wp, rp, {} });

std::string line;
boost::asio::write(wp, boost::asio::buffer("test1\n"));
boost::asio::read_until(rp, boost::asio::dynamic_buffer(line), '\n');
std::cout << "echo: [" << line << "]\n";
boost::asio::write(wp, boost::asio::buffer("exit\n"));

這邊是去呼叫一個自己寫的 echo 程式、輸入什麼就會回傳什麼。

而之後則是會送一個「test\n」的字串，然後讀取他的輸出值後再透過 std::out 輸出；最後則是在透過送出一個「exit\n」來結束 echo 這個程式。

不過實際上，這邊的程式只是示意、還是有些小問題的，實務上要做到實用還有不少細節要修改就是了。

如果要用 pipe 來控制輸入和輸出的話，除了透過 process_stdio 來設定外，process 還有另外提供一個稍微簡單一點的方法，那就是 popen。

popen 是一個 process 的擴展型別、使用方法基本上和 process 相同，不過預設就會把標準輸入和標準輸出改掉（沒有修改錯誤的部分），而本身就可以透過 asio 相關的函式還做讀寫，所以算是可以簡化 process 的設定。

以前面 echo 的例子來說，可以改寫成：

boost::asio::io_context ctx;

boost::process::popen proc(ctx, "./echo", {});

std::string line;
boost::asio::write(proc, boost::asio::buffer("test1\n"));
boost::asio::read_until(proc, boost::asio::dynamic_buffer(line), '\n');
std::cout << "echo: [" << line << "]\n";
boost::asio::write(proc, boost::asio::buffer("exit\n"));

這邊基本上就是把 proc 的型別從 process 改成 popen 而已，之後就 asio 的 read、write 等函式就可以直接對 proc  來進行操作了。

這樣的寫法其實和直接使用 asio 的 pipe 沒有什麼差別，除了省去初始化的設定外，個人覺得最大的好處就是不用去處理 pipe 的物件。

除了上面的東西外，Process 也可以針對系統原生的 handler 來做處理。在 POSIX 的系統上會是 int 這種 file descriptor，在 Windows 上則是檔案的 HANDLE。

此外，只要是可以透過 native_handle() 這個函式取得 stdio stream 可用的型別的物件、也都可以搭配 process_stdio 來使用。

不過這邊基本上就先無視這部份了。