Linux系統編程—管道

Linux 實現 IPC 其中的一種方式——管道

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管道又分：

1、無名管道：無名管道只能用于有親緣關系的進程。

2、有名管道：有名管道用于任意兩進程間通信。

你就可以把管道理解成位于進程內核空間的“文件”。

給文件加引號，是因為它和文件確實很像，因為它也有描述符。但是它確實又不是普通的本地文件，而是一種抽象的存在。

當進程使用 pipe 函數，就可以打開位于內核中的這個特殊“文件”。同時 pipe 函數會返回兩個描述符，一個用于讀，一個用于寫。如果你使用 fstat函數來測試該描述符，可以發現此文件類型為 FIFO。

而無名管道的無名，指的就是這個虛幻的“文件”，它沒有名字。本質上，pipe 函數會在進程內核空間申請一塊內存（比如一個內存頁，一般是 4KB），然后把這塊內存當成一個先進先出（FIFO）的循環隊列來存取數據，這一切都由操作系統幫助我們實現了。

pipe 函數打開的文件描述符是通過參數（數組）傳遞出來的，而返回值表示打開成功（0）或失敗（-1）。

它的參數是一個大小為 2 的數組。此數組的第 0 個元素用來接收以讀的方式打開的描述符，而第 1 個元素用來接收以寫的方式打開的描述符。也就是說，pipefd[0] 是用于讀的，而 pipefd[1] 是用于寫的。

打開了文件描述符后，就可以使用 read(pipefd[0]) 和 write(pipefd[1]) 來讀寫數據了。

注意事項

1、這兩個分別用于讀寫的描述符必須同時打開才行，否則會出問題。

2、如果關閉讀 (close(pipefd[0])) 端保留寫端，繼續向寫端 (pipefd[1]) 端寫數據(write 函數)的進程會收到 SIGPIPE 信號。

3、如果關閉寫 (close(pipefd[1])) 端保留讀端，繼續向讀端 (pipefd[0]) 端讀數據(read 函數)，read 函數會返回 0。

當在進程用 pipe 函數打開兩個描述符后，我們可以 fork 出一個子進程。這樣，子進程也會繼承這兩個描述符，而且這兩個文件描述符的引用計數會變成 2。

如果你需要父進程向子進程發送數據，那么得把父進程的 pipefd[0] （讀端）關閉，而在子進程中把 pipefd[1] 寫端關閉，反之亦然。為什么要這樣做？實際上是避免出錯。傳統上 pipe 管道只能用于半雙工通信（即一端只能發，不能收；而另一端只能收不能發），為了安全起見，各個進程需要把不用的那一端關閉（本質上是引用計數減 1）。

步驟一：fork 子進程

步驟二：關閉父進程讀端，關閉子進程寫端

父進程 fork 出一個子進程，通過無名管道向子進程發送字符，子進程收到數據后將字符串中的小寫字符轉換成大寫并輸出。

有名管道打破了無名管道的限制，進化出了一個實實在在的 FIFO 類型的文件。這意味著即使沒有親緣關系的進程也可以互相通信了。所以，只要不同的進程打開 FIFO 文件，往此文件讀寫數據，就可以達到通信的目的。

1、文件屬性前面標注的文件類型是 p

2、代表管道文件大小是 0

3、fifo 文件需要有讀寫兩端，否則在打開 fifo 文件時會阻塞

通過命令 mkfifo 創建

通過函數 mkfifo創建

函數返回 0 表示成功，-1 失敗。

例如:

cat 命令打印 test文件內容

接下來你的 cat 命令被阻塞住。

開啟另一個終端，執行：

然后你會看到被阻塞的 cat 又繼續執行完畢，在屏幕打印 “hello world”。如果你反過來執行上面兩個命令，會發現先執行的那個總是被阻塞。

有兩個程序，分別是發送端 send 和接收端面 recv。程序 send 從標準輸入接收字符，并發送到程序 recv，同時 recv 將接收到的字符打印到屏幕。

發送端

接收端

編譯

運行

因為 recv 端還沒打開test文件，這時候 send 是阻塞狀態的。

再開啟另一個終端：

這時候 send 端和 recv 端都在終端顯示has opend fifo

此時在 send 端輸入數據，recv 打印。

Linux管道命令（pipe）

管道命令就是用來連接多條指令的，前一條指令的輸出流向會作為后一條指令的操作對象。

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，對錯誤信息是沒有直接處理能力的。然后，傳遞給下一條指令，作為操作對象。

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，那么輸出就會直接顯示在屏幕上面了。通過管道之后【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，不能處理錯誤輸出;

管道命令的后一條指令，必須能夠接收標準輸入流命令才能執行。

使用示例

1、分頁顯示/etc目錄中內容的詳細信息

$ ls -l /etc | more

2、將一個字符串輸入到一個文件中

$ echo “hello world” | cat hello.txt

linux pipe函數怎么用

pipe函數的原型是：

int pipe(int file_descriptor[2]);

它需要的頭文件是：#include unistd.h

pipe函數的參數是一個有兩個文件描述符（整型）元素的數組，pipe函數在數組中填入兩個新的文件描述符后返回0，失敗則返回1。

怎么用呢，成功的調用pipe函數后，向file_descriptor[1]寫入的所有數據，可以從file_descriptor[0]讀出來。使用情景：在一個調用fork的程序中，利用pipe從子進程和父進程之間傳遞數據。

注意：pipe函數的數組參數是文件描述符，不是文件流，所以不能用C標準庫函數，而是應該用read和write系統調用來讀寫數據。

示例：

int file_pipes[2];

if(pipe(file_pipes)==0) {

// 向file_pipes[1]寫數據

// 從file_pipes[0]讀數據

}

本文名稱：linux命令pipe linux命令拼接
標題來源：http://www.js-pz168.com/article22/doipocc.html

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