Pipes

管道 pipes

#include <unistd.h> 
int pipe (int fd121) ; //Returns: 0 if  OK, -1 on error  I

fd[0]  reading,        fd[1]  writing

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管道的典型用途

为两个不同进程(父子)提供进程间通信手段。一个进程创建一个管道,调用fork。如下图所示

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Next, the parent process closes the read end of one pipe, and the child process closes the  write end of that same pipe. This provides a one-way flow of data between the two processes 父进程关闭读管道,子进程关闭写管道,提供单向数据流

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管道命令,在不同的进程之间传递数据流

When we enter a command such as 

who | sort |lp 

to  a Unix shell, the shell  performs the  steps described  previously to create three processes with two pipes between them

系统创建三个命令和两条管道

Pipes_第4张图片

创建双向数据流的步骤

1.  create pipe 1 (fd1[0] and fd1[1]), create pipe 2 (fd2[0] and fd2[1]), 

2. fork, 

3. parent closes read end of pipe 1 (fd1[0]), 

4. parent closes write end of pipe 2 (fd2[1]), 

5. child closes write end of pipe 1 (fd1[1]), and 

6.  child closes read end of pipe 2 (fd2[0]). 

Pipes_第5张图片

示例:

将文件名传递给server,server解析文件内容,传回给client

mainpipe.c

#include	"unpipc.h"

void	client(int, int), server(int, int);

int
main(int argc, char **argv)
{
	int		pipe1[2], pipe2[2];
	pid_t	childpid;

	Pipe(pipe1);	/* create two pipes */
	Pipe(pipe2);

	if ( (childpid = Fork()) == 0) {		/* child */
		Close(pipe1[1]);
		Close(pipe2[0]);

		server(pipe1[0], pipe2[1]);
		exit(0);
	}
		/* 4parent */
	Close(pipe1[0]);
	Close(pipe2[1]);

	client(pipe2[0], pipe1[1]);

	Waitpid(childpid, NULL, 0);		/* wait for child to terminate */
	exit(0);
}

void
client(int readfd, int writefd)
{
	size_t	len;
	ssize_t	n;
	char	buff[MAXLINE];

		/* 4read pathname */
	Fgets(buff, MAXLINE, stdin);
	len = strlen(buff);		/* fgets() guarantees null byte at end */
	if (buff[len-1] == '\n')
		len--;				/* delete newline from fgets() */

		/* 4write pathname to IPC channel */
	Write(writefd, buff, len);

		/* 4read from IPC, write to standard output */
	while ( (n = Read(readfd, buff, MAXLINE)) > 0)
		Write(STDOUT_FILENO, buff, n);
}

void
server(int readfd, int writefd)
{
	int		fd;
	ssize_t	n;
	char	buff[MAXLINE+1];

		/* 4read pathname from IPC channel */
	if ( (n = Read(readfd, buff, MAXLINE)) == 0)
		err_quit("end-of-file while reading pathname");
	buff[n] = '\0';		/* null terminate pathname */

	if ( (fd = open(buff, O_RDONLY)) < 0) {
			/* 4error: must tell client */
		snprintf(buff + n, sizeof(buff) - n, ": can't open, %s\n",
				 strerror(errno));
		n = strlen(buff);
		Write(writefd, buff, n);

	} else {
			/* 4open succeeded: copy file to IPC channel */
		while ( (n = Read(fd, buff, MAXLINE)) > 0)
			Write(writefd, buff, n);
		Close(fd);
	}
}


以上介绍的是半全工管道。下面介绍全双工管道

半全工

双全工(solaris)

例子:

#include	"unpipc.h"

int
main(int argc, char **argv)
{
	int		fd[2], n;
	char	c;
	pid_t	childpid;

	Pipe(fd);		/* assumes a full-duplex pipe (e.g., SVR4) */
	if ( (childpid = Fork()) == 0) {		/* child */
		sleep(3);
		if ( (n = Read(fd[0], &c, 1)) != 1)
			err_quit("child: read returned %d", n);
		printf("child read %c\n", c);
		Write(fd[0], "c", 1);
		exit(0);
	}
		/* 4parent */
	Write(fd[1], "p", 1);
	if ( (n = Read(fd[1], &c, 1)) != 1)
		err_quit("parent: read returned %d", n);
	printf("parent read %c\n", c);
	exit(0);
}


popen函数

创建一个管道同时启动另外一个进程,该进程从管道读出标准输入,或向改管道写入标准输出

#include <stdio.h> 
FILE *popen (const char *command, const char *type)  ; //Returns: file pointer if OK,  on error 
int pclose (FILE *stream)  ; //Returns: termination status of shell or -1 on error

command是一个shell命令行,由shall程序处理,path环境变量可以定位command。popen在调用进程和做指定的命令之间创建一个管道。

type:r,调用进程读command的标准输出

type:w,调用进程写command的标准输入

#include	"unpipc.h"

int
main(int argc, char **argv)
{
	size_t	n;
	char	buff[MAXLINE], command[MAXLINE];
	FILE	*fp;

		/* 4read pathname */
	Fgets(buff, MAXLINE, stdin);
	n = strlen(buff);		/* fgets() guarantees null byte at end */
	if (buff[n-1] == '\n')
		n--;				/* delete newline from fgets() */

	snprintf(command, sizeof(command), "cat %s", buff);
	fp = Popen(command, "r");

		/* 4copy from pipe to standard output */
	while (Fgets(buff, MAXLINE, fp) != NULL)
		Fputs(buff, stdout);

	Pclose(fp);
	exit(0);
}


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