多线程控制台I/O

Multithreaded console I/O

本文关键字：控制台 多线程      更新时间：2023-10-16

我在多线程应用程序中使用控制台。现在，它只接受输出(printf之类的)，到目前为止我还没有遇到任何问题。然而，我也希望能够支持控制台输入，这就是我的生活变得复杂的地方。

事先提醒一下，我对使用控制台输入和输出的更复杂的细微差别非常不熟悉。我在这个主题上的经验并没有比printf/cout, scanf/cin和使用SetConsoleTextAttribute()来改变颜色(在windows上)更进一步。

我更愿意让我的程序尽可能地交叉兼容，但我不反对必须编写特定于平台的代码，只要我能找到其他平台的可行替代方案。

从概念上讲，我希望控制台在它自己的线程上运行，这样它就可以在等待时锁定，而不会冻结整个程序或其他线程之一。任何线程都可以将控制台输出发送到这个线程，这个线程将以一种干净的方式输出它(可能使用线程安全队列)，并且控制台读取的任何输入都会将命令发送到适当的线程。

我的第一个问题是，当我输入一些输入时，任何输出都会出现在我输入的内容中间。我想处理这个问题的解决方案是为输入保留控制台的底线，并将输出转到最后第二行，将输入行向下推。我该怎么做呢?

您肯定不希望尝试保留控制台的一部分用于输入，同时写入控制台的其余部分。至少，如果你只是在写滚动文本，就不会这样。这是可能的，但是充满了错误和比它值得的更多的麻烦。有关问题的一些提示，请参阅异步控制台输出。

当然，仅使用conio.h是不可能做到这一点的。

您可以分配两个控制台屏幕缓冲区，一个用于输入，一个用于程序输出。当您的程序正常运行时，输出屏幕缓冲区被选中，您将看到屏幕上滚动的输出。但是，当程序等待用户输入时，您可以交换屏幕缓冲区，以便输出仍然在进行，但是在另一个屏幕缓冲区中。

您最终必须自己格式化输出并调用WriteConsoleOutput，将要写入的屏幕缓冲区的句柄传递给它。它会在很短的时间内变得很复杂，而且很难做到正确。如果有可能的话。我知道我过去在这上面花了太多时间，而且总是有奇怪的问题。

我不会说你想做的事是不可能的。然而，我要说的是，你将会有一段艰难的时光。

好吧，我用pdcurses解决了这个问题。如果有人想做类似的事情，我是这样做的。首先，我这样初始化控制台:

Console::Console(bool makeConsole)
{
    if (makeConsole == false)
        return;
    if (self)
        throw ("You only need one console - do not make another!n");
    self = this;
#ifdef WIN32
    AllocConsole();
#endif
    initscr();
    inputLine = newwin(1, COLS, LINES - 1, 0);
    outputLines = newwin(LINES - 1, COLS, 0, 0);
    if (has_colors())
    {
        start_color();
        for (int i = 1; i <= COLOR_WHITE; ++i)
        {
            init_pair(i, i, COLOR_BLACK);
        }
    }
    else
        wprintw(outputLines, "Terminal cannot print colors.n");
    scrollok(outputLines, TRUE);
    scrollok(inputLine, TRUE);
    leaveok(inputLine, TRUE);
    nodelay(inputLine, TRUE);
    cbreak();
    noecho();
    keypad(inputLine, TRUE);
    initCommands();
    hello("Starting %s.n", APP_NAME);
    hellomore("Version %i.%i.%i.nn", APP_MAJORVER, APP_MINORVER, APP_REVISION);
}

接下来，这是负责处理输出的函数。它实际上非常简单，我不需要做任何特别的事情来保持线程安全。我可能根本没有遇到任何问题，但一个简单的解决办法是在它上面加一个互斥锁。

void Console::sendFormattedMsg(short prefixColor, const char* prefix, short color, const char* format, ...)
{
    if (!self)
        return;
    va_list args;
    va_start(args, format);
    if (has_colors())
    {
        if (prefix)
        {
            wattron(outputLines, A_BOLD | COLOR_PAIR(prefixColor));
            wprintw(outputLines, prefix);
        }
        if (color == COLOR_WHITE)
            wattroff(outputLines, A_BOLD);
        wattron(outputLines, COLOR_PAIR(color));
        vwprintw(outputLines, format, args);
        wattroff(outputLines, A_BOLD | COLOR_PAIR(color));
    }
    else
    {
        wprintw(outputLines, prefix);
        vwprintw(outputLines, format, args);
    }
    wrefresh(outputLines);
    va_end(args);
}

最后，输入。这个需要相当多的微调。

void Console::inputLoop(void)
{
    static string input;
    wattron(inputLine, A_BOLD | COLOR_PAIR(COLOR_WHITE));
    wprintw(inputLine, "n> ");
    wattroff(inputLine, A_BOLD | COLOR_PAIR(COLOR_WHITE));
    wprintw(inputLine, input.c_str());
    wrefresh(inputLine);
    char c = wgetch(inputLine);
    if (c == ERR)
        return;
    switch (c)
    {
    case 'n':
        if (input.size() > 0)
        {
            sendFormattedMsg(COLOR_WHITE, "> ", COLOR_WHITE, input.c_str());
            cprint("n");
            executeCommand(&input[0]);
            input.clear();
        }
        break;
    case 8:
    case 127:
        if (input.size() > 0) input.pop_back();
        break;
    default:
        input += c;
        break;
    }
}

这是从处理窗口消息的同一个线程中运行的每一帧。我使用nodelay()禁用wgetch()的阻塞行为，消除了在自己的线程中运行控制台输入的需要。我还禁用了回显并手动回显输入。在输入窗口上启用滚动允许我使用简单的"n"清除它的内容，如果用户输入了任何内容，则将其替换为更新的内容。它支持一个简单的多线程终端，能够输入和接收多个线程的输出。

要禁用回显字符，请查看以下内容:从std::cin

读取密码

或许可以结合这家伙关于Win32 console io的博文。

你可能也会发现这些东西很有用:conio.h,pdcurses

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