从curses进程fork交互式程序引发键盘输入干扰问题排查

问题描述 #

在curses界面中，用户通过fork启动feh实例查看图片，curses本身支持hjkl导航，要求查看图片时不阻断curses的操作。现有实现代码如下：

void display_file(void) {
    def_prog_mode();
    endwin();

    pid_t pid = fork();
    if (!pid) {
        execl("/usr/bin/feh", "feh", "/home/abc/main/violet.jpg", NULL);
    }

    reset_prog_mode();
    wrefresh(state_of_curses.a_win);
    wrefresh(state_of_curses.b_win);
}

当前出现异常：当feh是活动窗口时，hjkl仅控制feh（符合预期）；但切换回curses终端窗口时，输入的按键会随机发送给curses或feh，比如hjkl本该控制curses导航，却可能触发feh里的图片翻页。

备注：若通过bash将feh后台运行（执行execl("/bin/bash", "bash", "-c", "feh /home/abc/main/violet.jpg &", NULL);），程序可达到预期效果。

问题原因 #

• 父子进程共享终端资源：fork操作后，父进程（curses程序）和子进程（feh）会共享同一个终端的标准输入、输出流。当终端处于激活状态时，内核会将输入的按键随机分配给其中一个进程，导致按键事件被两个进程争抢，出现混乱。
• 终端控制权未彻底分离：调用endwin()只是让curses暂时释放终端的显示控制权，但父进程仍在监听终端输入；子进程feh同样在监听同一个终端的输入，两者的输入监听逻辑产生冲突。

正确实现方式 #

方式一：通过bash将feh放入后台运行 #

这是备注中提到的有效方式，通过bash的后台执行符号&让feh脱离当前终端的输入连接，不再与父进程的curses争抢按键事件。修改后的代码：

void display_file(void) {
    def_prog_mode();
    endwin();

    pid_t pid = fork();
    if (!pid) {
        // 通过bash启动feh并放入后台
        execl("/bin/bash", "bash", "-c", "feh /home/abc/main/violet.jpg &", NULL);
        _exit(1); // 确保execl失败后子进程退出
    }

    reset_prog_mode();
    wrefresh(state_of_curses.a_win);
    wrefresh(state_of_curses.b_win);
}

方式二：子进程调用setsid()脱离原终端 #

在子进程中调用setsid()创建新的会话，让子进程成为会话首进程，彻底脱离原终端的控制，不再共享终端输入资源。代码示例：

void display_file(void) {
    def_prog_mode();
    endwin();

    pid_t pid = fork();
    if (!pid) {
        // 创建新会话，脱离原终端的控制
        setsid();
        execl("/usr/bin/feh", "feh", "/home/abc/main/violet.jpg", NULL);
        _exit(1);
    }

    reset_prog_mode();
    wrefresh(state_of_curses.a_win);
    wrefresh(state_of_curses.b_win);
}

方式三：父进程等待feh退出后再恢复curses #

如果不需要在feh运行时操作curses，可以让父进程等待feh进程退出后，再恢复curses界面。这种方式下，feh运行期间终端输入只会发送给feh，不会产生冲突：

void display_file(void) {
    def_prog_mode();
    endwin();

    pid_t pid = fork();
    if (!pid) {
        execl("/usr/bin/feh", "feh", "/home/abc/main/violet.jpg", NULL);
        _exit(1);
    } else {
        // 等待feh进程执行完毕
        waitpid(pid, NULL, 0);
    }

    reset_prog_mode();
    wrefresh(state_of_curses.a_win);
    wrefresh(state_of_curses.b_win);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user1121974