Linux系統(tǒng)編程—管道

Linux 實(shí)現(xiàn) IPC 其中的一種方式——管道

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管道又分：

1、無(wú)名管道：無(wú)名管道只能用于有親緣關(guān)系的進(jìn)程。

2、有名管道：有名管道用于任意兩進(jìn)程間通信。

你就可以把管道理解成位于進(jìn)程內(nèi)核空間的“文件”。

給文件加引號(hào)，是因?yàn)樗臀募_實(shí)很像，因?yàn)樗灿忻枋龇５撬_實(shí)又不是普通的本地文件，而是一種抽象的存在。

當(dāng)進(jìn)程使用 pipe 函數(shù)，就可以打開(kāi)位于內(nèi)核中的這個(gè)特殊“文件”。同時(shí) pipe 函數(shù)會(huì)返回兩個(gè)描述符，一個(gè)用于讀，一個(gè)用于寫(xiě)。如果你使用 fstat函數(shù)來(lái)測(cè)試該描述符，可以發(fā)現(xiàn)此文件類(lèi)型為 FIFO。

而無(wú)名管道的無(wú)名，指的就是這個(gè)虛幻的“文件”，它沒(méi)有名字。本質(zhì)上，pipe 函數(shù)會(huì)在進(jìn)程內(nèi)核空間申請(qǐng)一塊內(nèi)存（比如一個(gè)內(nèi)存頁(yè)，一般是 4KB），然后把這塊內(nèi)存當(dāng)成一個(gè)先進(jìn)先出（FIFO）的循環(huán)隊(duì)列來(lái)存取數(shù)據(jù)，這一切都由操作系統(tǒng)幫助我們實(shí)現(xiàn)了。

pipe 函數(shù)打開(kāi)的文件描述符是通過(guò)參數(shù)（數(shù)組）傳遞出來(lái)的，而返回值表示打開(kāi)成功（0）或失?。?1）。

它的參數(shù)是一個(gè)大小為 2 的數(shù)組。此數(shù)組的第 0 個(gè)元素用來(lái)接收以讀的方式打開(kāi)的描述符，而第 1 個(gè)元素用來(lái)接收以寫(xiě)的方式打開(kāi)的描述符。也就是說(shuō)，pipefd[0] 是用于讀的，而 pipefd[1] 是用于寫(xiě)的。

打開(kāi)了文件描述符后，就可以使用 read(pipefd[0]) 和 write(pipefd[1]) 來(lái)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)了。

注意事項(xiàng)

1、這兩個(gè)分別用于讀寫(xiě)的描述符必須同時(shí)打開(kāi)才行，否則會(huì)出問(wèn)題。

2、如果關(guān)閉讀 (close(pipefd[0])) 端保留寫(xiě)端，繼續(xù)向?qū)懚?(pipefd[1]) 端寫(xiě)數(shù)據(jù)(write 函數(shù))的進(jìn)程會(huì)收到 SIGPIPE 信號(hào)。

3、如果關(guān)閉寫(xiě) (close(pipefd[1])) 端保留讀端，繼續(xù)向讀端 (pipefd[0]) 端讀數(shù)據(jù)(read 函數(shù))，read 函數(shù)會(huì)返回 0。

當(dāng)在進(jìn)程用 pipe 函數(shù)打開(kāi)兩個(gè)描述符后，我們可以 fork 出一個(gè)子進(jìn)程。這樣，子進(jìn)程也會(huì)繼承這兩個(gè)描述符，而且這兩個(gè)文件描述符的引用計(jì)數(shù)會(huì)變成 2。

如果你需要父進(jìn)程向子進(jìn)程發(fā)送數(shù)據(jù)，那么得把父進(jìn)程的 pipefd[0] （讀端）關(guān)閉，而在子進(jìn)程中把 pipefd[1] 寫(xiě)端關(guān)閉，反之亦然。為什么要這樣做？實(shí)際上是避免出錯(cuò)。傳統(tǒng)上 pipe 管道只能用于半雙工通信（即一端只能發(fā)，不能收；而另一端只能收不能發(fā)），為了安全起見(jiàn)，各個(gè)進(jìn)程需要把不用的那一端關(guān)閉（本質(zhì)上是引用計(jì)數(shù)減 1）。

步驟一：fork 子進(jìn)程

步驟二：關(guān)閉父進(jìn)程讀端，關(guān)閉子進(jìn)程寫(xiě)端

父進(jìn)程 fork 出一個(gè)子進(jìn)程，通過(guò)無(wú)名管道向子進(jìn)程發(fā)送字符，子進(jìn)程收到數(shù)據(jù)后將字符串中的小寫(xiě)字符轉(zhuǎn)換成大寫(xiě)并輸出。

有名管道打破了無(wú)名管道的限制，進(jìn)化出了一個(gè)實(shí)實(shí)在在的 FIFO 類(lèi)型的文件。這意味著即使沒(méi)有親緣關(guān)系的進(jìn)程也可以互相通信了。所以，只要不同的進(jìn)程打開(kāi) FIFO 文件，往此文件讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，就可以達(dá)到通信的目的。

1、文件屬性前面標(biāo)注的文件類(lèi)型是 p

2、代表管道文件大小是 0

3、fifo 文件需要有讀寫(xiě)兩端，否則在打開(kāi) fifo 文件時(shí)會(huì)阻塞

通過(guò)命令 mkfifo 創(chuàng)建

通過(guò)函數(shù) mkfifo創(chuàng)建

函數(shù)返回 0 表示成功，-1 失敗。

例如:

cat 命令打印 test文件內(nèi)容

接下來(lái)你的 cat 命令被阻塞住。

開(kāi)啟另一個(gè)終端，執(zhí)行：

然后你會(huì)看到被阻塞的 cat 又繼續(xù)執(zhí)行完畢，在屏幕打印 “hello world”。如果你反過(guò)來(lái)執(zhí)行上面兩個(gè)命令，會(huì)發(fā)現(xiàn)先執(zhí)行的那個(gè)總是被阻塞。

有兩個(gè)程序，分別是發(fā)送端 send 和接收端面 recv。程序 send 從標(biāo)準(zhǔn)輸入接收字符，并發(fā)送到程序 recv，同時(shí) recv 將接收到的字符打印到屏幕。

發(fā)送端

接收端

編譯

運(yùn)行

因?yàn)?recv 端還沒(méi)打開(kāi)test文件，這時(shí)候 send 是阻塞狀態(tài)的。

再開(kāi)啟另一個(gè)終端：

這時(shí)候 send 端和 recv 端都在終端顯示has opend fifo

此時(shí)在 send 端輸入數(shù)據(jù)，recv 打印。

Linux管道命令（pipe）

管道命令就是用來(lái)連接多條指令的，前一條指令的輸出流向會(huì)作為后一條指令的操作對(duì)象。

管道命令的操作符是：|，它只能處理由前面一條指令傳出的正確輸出信息，對(duì)錯(cuò)誤信息是沒(méi)有直接處理能力的。然后，傳遞給下一條指令，作為操作對(duì)象。

基本格式：

指令1 | 指令2 | …

【指令1】正確輸出，作為【指令2】的輸入，然后【指令2】的輸出作為【指令3】的輸入，如果【指令3】有輸出，那么輸出就會(huì)直接顯示在屏幕上面了。通過(guò)管道之后【指令1】和【指令2】的正確輸出是不顯示在屏幕上面的。

【提醒注意】

管道命令只能處理前一條指令的正確輸出，不能處理錯(cuò)誤輸出;

管道命令的后一條指令，必須能夠接收標(biāo)準(zhǔn)輸入流命令才能執(zhí)行。

使用示例

1、分頁(yè)顯示/etc目錄中內(nèi)容的詳細(xì)信息

$ ls -l /etc | more

2、將一個(gè)字符串輸入到一個(gè)文件中

$ echo “hello world” | cat hello.txt

linux pipe函數(shù)怎么用

pipe函數(shù)的原型是：

int pipe(int file_descriptor[2]);

它需要的頭文件是：#include unistd.h

pipe函數(shù)的參數(shù)是一個(gè)有兩個(gè)文件描述符（整型）元素的數(shù)組，pipe函數(shù)在數(shù)組中填入兩個(gè)新的文件描述符后返回0，失敗則返回1。

怎么用呢，成功的調(diào)用pipe函數(shù)后，向file_descriptor[1]寫(xiě)入的所有數(shù)據(jù)，可以從file_descriptor[0]讀出來(lái)。使用情景：在一個(gè)調(diào)用fork的程序中，利用pipe從子進(jìn)程和父進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)。

注意：pipe函數(shù)的數(shù)組參數(shù)是文件描述符，不是文件流，所以不能用C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，而是應(yīng)該用read和write系統(tǒng)調(diào)用來(lái)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。

示例：

int file_pipes[2];

if(pipe(file_pipes)==0) {

// 向file_pipes[1]寫(xiě)數(shù)據(jù)

// 從file_pipes[0]讀數(shù)據(jù)

}

本文名稱(chēng)：linux命令pipe linux命令拼接
標(biāo)題來(lái)源：http://sd-ha.com/article22/doipocc.html

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