linux管道一
管道分为匿名管道和有名管道，平时我们说的管道通常指匿名管道，有名管道又叫FIFO,我们先介绍匿名管道，然后介绍有名管道，下文中的管道没特别说明都指的是匿名管道。
管道有已下两种局限性：
1.管道是半双工的，只支持数据的单向流动，即管道的一端只能支持读(fd[0])，另一端支持写(fd[1])。
2.管道只能在具体公共祖先之间的进程间使用，通常用户父子进程。通常父进程创建管道，接着父进程fork子进程，然后在父子进程间共享管道。
1.创建管道：
#include
int pipe(fd[2]); //创建管道成功，函数返回0，否则返回-1。注意fd[0]只能用来读，fd[1]只能用来写
fd为值结果参数，pipe会返回数组fd的值，然后我们用fd[0]来读管道，用fd[1]来写管道。我们先在父进程调用pipe创建管道，创建后父进程中管道结构如下图中左边的样子，然后我们fork子进程，子进程会复制父进程中的所有打开文件描述符，然后我们会得到如下图右的结构。
fork后做什么，取决于我们想要的数据流动方向，如果我们想把数据从父进程传递给子进程，那么我们可以在父进程中关闭读端(fd[0])，在子进程中关闭写端(fd[1])，然后我们得到下图中的结构,进而实现消息的单向传递，反之如果想把数据从子进程传给父进程，则在子进程中关闭读fd[0],在父进程关闭写fd[1].
#include "ourhdr.h"
int main(void)
{
int n, 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);
}
上面代码是一个简单的例子，如上所说父进程先创建管道，然后fork子进程，然后在父进程中关闭读，子进程关闭写，并把“hello,world”从父进程传递给子进程。
当管道的一端被关闭后，下面的两条规则起作用：
1.当读一个写端已经关闭的管道时，在所有数据读取完后，read返回0.
2.当写一个读端已经关闭的管道时，产生SIGPIPE信号。根据对该信号的处理，我们分为如下情况：
如果我们有注册该信号的处理函数，则先执行信号处理函数，然后write直接返回-1，errno=SIGPIPE。
如果信号处理函数=SIG_IGN，系统忽略该信号，write直接返回-1，errno=SIGPIPE
如果我们没有对该信号的处理函数做任何处理，或信号处理函数=SIG_DFL,则执行系统默认动作，程序直接终止
下面我们再给一个linux使用管道的常见例子，程序执行时，输入一个文件名，父进程按行读取该文件，并将该文件写入管道，传给子进程，子进程通过exec调用more程序，more程序的作用是从标准输入读取文件，对文件内容做分页处理后，写到标准输出，该程序做了一个巧妙处理:在子进程中将标准输入复制到管道的读端:dup2(fd[0],STDIN_FILENO)，这样子进程的标准输入实际上就是管道的读端，从标准输入读就是从管道读：
#include
#include "ourhdr.h"
#define DEF_PAGER "/usr/bin/more" /* default pager program */
int
main(int argc, char *argv[])
{
int n, fd[2];
pid_t pid;
char line[MAXLINE], *pager, *argv0;
FILE *fp;
if (argc != 2)
err_quit("usage: a.out ");
if ( (fp = fopen(argv[1], "r")) == NULL)
err_sys("can't open %s", argv[1]);
if (pipe(fd) < 0)
err_sys("pipe error");
if ( (pid = fork()) < 0)
err_sys("fork error");
else if (pid > 0) { /* parent */
close(fd[0]); /* close read end */
/* parent copies argv[1] to pipe */
while (fgets(line, MAXLINE, fp) != NULL) {
n = strlen(line);
if (write(fd[1], line, n) != n)
err_sys("write error to pipe");
}
if (ferror(fp))
err_sys("fgets error");
close(fd[1]); /* close write end of pipe for reader */
if (waitpid(pid, NULL, 0) < 0)
err_sys("waitpid error");
exit(0);
} else { /* child */
close(fd[1]); /* close write end */
if (fd[0] != STDIN_FILENO) {
if (dup2(fd[0], STDIN_FILENO) != STDIN_FILENO)
err_sys("dup2 error to stdin");
close(fd[0]); /* don't need this after dup2 */
}
/* get arguments for execl() */
if ( (pager = getenv("PAGER")) == NULL)
pager = DEF_PAGER;
if ( (argv0 = strrchr(pager, '/')) != NULL)
argv0++; /* step past rightmost slash */
else
argv0 = pager; /* no slash in pager */
if (execl(pager, argv0, (char *) 0) < 0)
err_sys("execl error for %s", pager);
}
} #include
FILE *popen(const char *command, const char *type);
int pclose(FILE *stream);
上面的程序也可以用popen函数实现，popen先执行fork创建子进程，在子进程中调用exec,exec执行的命令通过参数command指示，popen第二个参数为"r"时，表示父进程可以从popen函数返回的文件指针中读，第二个参数为"w"时，表示父进程可以把数据写到popen函数返回的文件指针中，exec执行的命令把它作为标准输入，如下图：
#include
#include "ourhdr.h"
#define PAGER "${PAGER:-more}" /* environment variable, or default */
int
main(int argc, char *argv[])
{
char line[MAXLINE];
FILE *fpin, *fpout;
if (argc != 2)
err_quit("usage: a.out ");
if ( (fpin = fopen(argv[1], "r")) == NULL)
err_sys("can't open %s", argv[1]);
if ( (fpout = popen(PAGER, "w")) == NULL)
err_sys("popen error");
/* copy argv[1] to pager */
while (fgets(line, MAXLINE, fpin) != NULL) {
if (fputs(line, fpout) == EOF)
err_sys("fputs error to pipe");
}
if (ferror(fpin))
err_sys("fgets error");
if (pclose(fpout) == -1)
err_sys("pclose error");
exit(0);
}