使用 Go 语言通过 PTY 与外部程序进行交互

在与外部程序交互时，尤其是在通过管道进行通信时，可能会遇到程序输出被缓冲的问题，导致无法及时读取到程序的输出，或者程序无法正确接收输入。这是因为 C 标准库会根据标准输入/输出/错误流的连接情况调整默认的缓冲模式。当标准输出连接到终端时，缓冲模式通常设置为行缓冲；而当标准输出连接到管道时，则设置为全缓冲。这种缓冲行为会干扰程序的正常交互。

为了解决这个问题，可以使用伪终端（PTY）。PTY 模拟一个真实的终端，使得程序认为它正在与终端交互，从而启用行缓冲模式，保证程序的输出能够及时被读取。

以下是如何使用 github.com/kr/pty 库在 Go 语言中实现与外部程序通过 PTY 进行交互的示例：

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "log"
    "os"
    "os/exec"

    "github.com/kr/pty"
)

func main() {
    // 创建要执行的命令
    cmd := exec.Command("/bin/bash") // 替换为你的程序

    // 启动 PTY
    ptmx, err := pty.Start(cmd)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    // 确保在程序退出时关闭 ptmx
    defer func() {
        if err := ptmx.Close(); err != nil {
            log.Fatalf("error closing ptmx: %s", err)
        }
    }()

    // 将终端大小设置为与当前终端相同
    ch := make(chan os.Signal, 1)
    //signal.Notify(ch, syscall.SIGWINCH) // 仅在需要处理窗口大小改变时启用
    go func() {
        for range ch {
            if err := pty.InheritSize(os.Stdin, ptmx); err != nil {
                log.Printf("error resizing pty: %s", err)
            }
        }
    }()
    //ch <- syscall.SIGWINCH   // 初始调整大小
    //stop := make(chan bool) // 添加停止信号

    // 将输入复制到 PTY，并将输出复制到标准输出
    go func() {
        _, err := io.Copy(ptmx, os.Stdin)
        if err != nil {
            fmt.Println("Error copying to PTY:", err)
        }
        //stop <- true // 发送停止信号
    }()
    go func() {
        _, err := io.Copy(os.Stdout, ptmx)
        if err != nil {
            fmt.Println("Error copying from PTY:", err)
        }
        //stop <- true // 发送停止信号
    }()

    // 等待命令完成
    err = cmd.Wait()
    if err != nil {
        log.Printf("command finished with error: %v", err)
    }
    //<-stop
    //<-stop
}

代码解释:

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1. 导入必要的包: 导入 os/exec 用于执行外部命令，github.com/kr/pty 用于创建 PTY，io 用于数据复制，log 用于错误处理。
2. 创建命令: 使用 exec.Command 创建要执行的命令。将 /bin/bash 替换为你需要交互的程序。
3. 启动 PTY: 使用 pty.Start 启动 PTY。这个函数会返回一个 ptmx 对象，它既可以读也可以写，代表 PTY 的主设备。
4. 处理终端大小: pty.InheritSize 函数用于将当前终端的大小同步到 PTY。这对于一些依赖终端大小的程序（如 vim）非常重要。 如果需要监听窗口大小改变，可以启用 signal.Notify 部分。
5. 复制输入和输出: 使用 io.Copy 将标准输入复制到 PTY，并将 PTY 的输出复制到标准输出。这样，用户就可以像与普通终端交互一样与外部程序进行交互。
6. 等待命令完成: 使用 cmd.Wait 等待命令完成。

注意事项:

• 确保已经安装了 github.com/kr/pty 库。可以使用 go get github.com/kr/pty 命令进行安装。
• 在使用 PTY 时，需要注意处理终端大小的变化。否则，可能会导致程序显示异常。
• 如果程序需要读取环境变量，可以通过设置 cmd.Env 来传递环境变量。
• 在使用 PTY 与交互式程序进行交互时，需要注意处理程序的提示符和输入。

总结:

通过使用 PTY，可以解决程序在管道中运行时因缓冲机制导致的通信问题，实现与外部程序的完全交互。github.com/kr/pty 库提供了一个简单易用的 PTY 接口，可以方便地在 Go 语言中使用。在与命令行工具或其他交互式程序进行集成时，PTY 是一个非常有用的工具。