使用io.Pipe接收FFmpeg执行结果时程序冻结问题排查

问题根源分析 #

1. 程序冻结的原因 #

io.Pipe的读写操作是完全阻塞式的：当FFmpeg进程往io.PipeWriter写入数据时，如果没有goroutine从对应的io.PipeReader读取，写操作会一直阻塞。而你在主goroutine中调用cmd.Wait()时，主goroutine会等待FFmpeg进程退出，但FFmpeg因写Pipe被阻塞无法继续执行，最终形成双向死锁：主goroutine等FFmpeg结束，FFmpeg等Pipe有空间写数据，双方都卡住。

2. 移除Wait后无数据的原因 #

cmd.Wait()是用来等待子进程完全执行完毕的，移除它后，主goroutine会直接继续执行（甚至退出），此时FFmpeg进程可能还没来得及往Pipe写入数据就被终止，导致Pipe中没有内容。

解决方案 #

核心是协调读Pipe的goroutine、子进程启动、Wait操作和Pipe关闭的顺序，具体步骤：

• 先启动读Pipe的goroutine，确保子进程写入时能被及时读取，避免阻塞
• 子进程启动后，不能立即在主goroutine调用Wait，要等读操作的goroutine做好准备
• 子进程执行完毕后，必须关闭io.PipeWriter，让读端收到EOF信号，避免读goroutine一直阻塞

修正后的代码示例 #

func TestCmdRunner(t *testing.T) {
    pr, pw := io.Pipe()
    defer pr.Close()

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(1)
    // 先启动读数据的goroutine
    go func() {
        defer wg.Done()
        buf := make([]byte, 1024)
        for {
            n, err := pr.Read(buf)
            if err == io.EOF {
                break
            }
            if err != nil {
                t.Errorf("读取Pipe出错: %v", err)
                return
            }
            // 这里处理预览数据，比如写入临时文件或解析视频帧
            _ = buf[:n]
        }
    }()

    runner := NewCmdRunner()
    // 注意给FFmpeg指定输出格式（比如-f mp4），否则它可能不会输出到stdout
    cmd := runner.BuildCmd("ffmpeg", []string{"-i", "input.mp4", "-f", "mp4", "-"}, pw)
    if err := cmd.Start(); err != nil {
        t.Fatal(err)
    }

    // 单独goroutine等待子进程完成，完成后关闭PipeWriter
    go func() {
        if err := cmd.Wait(); err != nil {
            t.Errorf("FFmpeg执行出错: %v", err)
        }
        pw.Close() // 关闭写端，让读端收到EOF
    }()

    // 等待读操作完成
    wg.Wait()
}

额外注意点 #

• FFmpeg默认可能不会将输出写入stdout，必须通过-f <格式>参数指定输出格式，同时用-表示输出到stdout
• 必须确保io.PipeWriter被关闭，否则读goroutine会一直阻塞在Read操作上
• 不要在主goroutine中同时做启动子进程和等待子进程的操作，要利用goroutine拆分阻塞操作

内容的提问来源于stack exchange，提问作者alex