Linux系统编程：代码实现多重管道功能

代码功能介绍

我们在linux命令中可以使用 | 进行数据的流动，比如命令 ls -l | grep fifo | wc -l 如下图。这就是多重管道，今天我们用代码来实现类似的功能。

代码实现思路

管道 | 的实现当然要用到pipe函数 用来创建管道，每条单独的命令 用一个子进程来实现，linux命令默认是STDIN_FILENO作为输入端，STDOUT_FILENO作为输出端。故此，会用到dup2文件描述符重定向。父进程负责回收子进程。只要思路清晰代码实现就不难了。当然如果是 3重、4重管道，思路都一样。需要注意的是，pipe的创建一定是在fork子进程之前，为了保证管道单向流动每个进程必须将没有用到的读写端close掉。

代码展示

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
//利用管道实现 ls -l | grep "fifo" | wc -l 功能
//所以需要2 根管道
int main(int argc,char* argv[])
{
    pid_t pid,wpid;
    int i,fd[2],fd2[2],status;
    pipe(fd);
    pipe(fd2);
    for( i = 0; i < 3; i++ )
    {
        if((pid = fork()) == 0)
        {
            //子进程
            break;
        }else if( pid < 0 )
        {
            perror("fork error");
            exit(1);
        }
    }

    if( i == 0 )
    {
        printf("child pid = %d,ppid = %d\n",getpid(),getppid());
        //将管道不相关的端口关闭
        close(fd2[0]);
        close(fd2[1]);
        close(fd[0]);
        //子进程1 执行ls 将结果写出到管道1
        dup2(fd[1],STDOUT_FILENO);
        execlp("ls","ls","-l",NULL);
        perror("ls error");
    }
    else if( i == 1 )
    {
        printf("child pid = %d,ppid = %d\n",getpid(),getppid());
        close(fd[1]);
        close(fd2[0]);
        //子进程2 grep "fifo*" 从管道1中读入数据,并输出到管道2
        dup2(fd[0],STDIN_FILENO);
        dup2(fd2[1],STDOUT_FILENO);
        execlp("grep","grep","fifo",NULL);
        perror("cat error");
    }
    else if( i == 2 )
    {
        printf("child pid = %d,ppid = %d\n",getpid(),getppid());
        close(fd[0]);
        close(fd[1]);
        close(fd2[1]);
        //子进程3 wc -l 从管道2中读入数据,将最终结果输出的屏幕
        dup2(fd2[0],STDIN_FILENO);
        execlp("wc","wc","-l",NULL);
        perror("wc error");
    }
    else
    {
        //父进程2根管道的 2端都要关闭 为了不影响子进程的管道通信 ,而且必须放在fork完子进程后才可以关闭。
        close(fd[0]);
        close(fd[1]);
        close(fd2[0]);
        close(fd2[1]);
        // 父进程 回收子进程
        while( (wpid = waitpid(-1,&status,WNOHANG)) != -1 )
        {
            if(wpid > 0)
            {
                printf("child pid = %d,by recycle.",wpid);
                if(WIFEXITED(status))
                {
                    //程序正常退出
                    printf("normal exit,exit num = %d\n",WEXITSTATUS(status));
                }else if( WIFSIGNALED(status) )
                {
                    //程序被信号终止
                    printf("terminate by signal,signal num = %d\n",WTERMSIG(status));
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

运行结果