管道

 

管道

管道是UNIX系统IPC的最古老形式，并且所有UNIX系统都提供此种通信机制。但是管道有两种局限性：

1、  历史上它们是半双工的。现在某些系统提供全双工的。

2、  它们只能在具有公共祖先的进程之间使用。通常一个管道由一个进程创建，然后该进程调用fork，此后父子进程之间就可以应用该管道。

尽管有这两个限制，半双工管道仍是最常用的IPC形式。

 

一、创建管道函数pipe

#include <unistd.h>

int pipe(int filedes[2]);

returns: 0 if OK, 1 on error

filedes[2]：它返回两个描述符，filedes[0]:为读打开；filedes[1]：为写打开。filedes[1]的输入是filedes[0]的输出。

 

1、  构造父进程到子进程的管道

父进程关闭管道的读端filedes[0]，子进程关闭写端filedes[1]

 

2、  构造子进程到父进程的管道

子进程关闭管道的读端filedes[0]，父进程关闭写端filedes[1]

 

3、  示例

示例1：创建一个从父进程到子进程的管道

#include "apue.h"

int

main(void)

{

    int     n;

    int     fd[2];

    pid_t   pid;

    char    line[MAXLINE];

    if (pipe(fd) < 0)

        err_sys("pipe error");

    if ((pid = fork()) < 0) {

        err_sys("fork error");

    } else if (pid > 0) {       /* parent */

        close(fd[0]);

        write(fd[1], "hello world/n", 12);

    } else {                /* child */

        close(fd[1]);

        n = read(fd[0], line, MAXLINE);

        write(STDOUT_FILENO, line, n);

    }

    exit(0);

}

示例2：两个进程间的管道模型   #include <stdio.h>     

#include <unistd.h>     

#include <string.h>     

#include <wait.h>     

#define MAX_LINE        80     

int main()     

{     

int thePipe[2], ret;     

char buf[MAX_LINE+1];     

const char *testbuf={"a test string."};     

if ( pipe( thePipe ) == 0 ) {     

           if (fork() == 0) {    

            close(thePipe[1]); 

            ret = read( thePipe[0], buf, MAX_LINE );     

             buf[ret] = 0;     

             printf( "Child read %s/n", buf );     

           } else {     

             close(thePipe[0]);

             ret = write( thePipe[1], testbuf, strlen(testbuf) );     

             ret = wait( NULL );     

           }     

}     

return 0;     

}

 

示例3：利用C实现命令的流水线操作  
       #include <stdio.h>    
       #include <stdlib.h>    
      #include <unistd.h>    
   
      int main()    
       {    
        int pfds[2];    
    
        if ( pipe(pfds) == 0 ) {    
    
           if ( fork() == 0 ) {    
   
           close(1);    
             dup2( pfds[1], 1 );    
            close( pfds[0] );    
            execlp( "ls", "ls", "-1", NULL );    
    
          } else {    
   
            close(0);    
           dup2( pfds[0], 0 );    
            close( pfds[1] );    
             execlp( "wc", "wc", "-l", NULL );    
   
           }    
    
        }    
    
        return 0;    
       }

     在该程序中，需要格外关注的是，我们的子进程把它的输出重定向的管道的输入，然后，父进程将它的输入重定向到管道的输出。这在实际的应用程序开发中是非常有用的一种技术。

 

二、打开和关闭管道函数popen和pclose

常见的操作是创建一个管道，然后连接到一个进程，然后读其输出或向其输入端发送数据。

popen()函数通过创建一个管道，调用 fork产生一个子进程，执行一个 shell以运行命令来开启一个进程。

这个进程必须由 pclose() 函数关闭，而不是 fclose()函数。pclose()函数关闭标准 I/O流，等待命令执行结束，然后返回 shell的终止状态。如果 shell不能被执行，则 pclose()返回的终止状态与 shell已执行 exit一样。

#include <stdio.h>
FILE * popen ( const char * command , const char *type );

intpclose ( FILE * stream );

如果调用 fork() 或 pipe()失败，或者不能分配内存将返回NULL，否则返回标准 I/O 流。

示例：
if((fp=popen("/usr/bin/uptime","r"))==NULL);

{

　　sprintf(buf,"error: %s/n", strerror(errno));

　　....//异常处理

　　}

　　else

　　{

　　....

　　pclose(fp);

　　}