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匿名管道

在讨论匿名管道之前,我们先回顾下read和write系统调用以及fgets函数

#include <unistd.h>ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

当read成功时,返回值为读到的字符数。当遇见文件结尾时,返回0(也就是什么都读不出来了)。出错,返回-1。—> 参考 man 2 read

#include <unistd.h>ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

当write成功时,返回值为写入的字符数。返回0代表什么也没有写入。出错返回-1。 –> 参考 man 2 write

#include <stdio.h>char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

fgets()  reads  in  at most one less than size characters from stream and stores them into the buffer pointed to by s.  Reading stops after an EOF or a newline.  If a newline  is read, it is stored into the buffer.  A ‘\0‘ is stored after the last character in the buffer.
返回值:遇见文件结尾或发生错误返回NULL。

由于匿名管道使用的是文件描述符,所以我们只能用read和write对其进行读写。因为标准读写函数都是基于文件指针的。

匿名管道代码如下

/*************************************************************************  > File Name: my_pipe.c  > Author: KrisChou  > Mail:zhoujx0219@163com   > Created Time: Thu 21 Aug 2014 09:13:24 PM CST ************************************************************************/#include<stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>int main(int argc, char* argv[]){    int fds[2];//fds[0]-r   fds[1] - w //writ(fds[1])   read(fds[0])    if(pipe(fds) == -1)    {        perror("pipe");        exit(1);    }        if(fork() == 0)//child read    {        printf("child : %u \n", getpid());        close(fds[1]);          /* 关闭子进程的写 */        char buf[1024]= "";        while(1)        {            memset(buf, 0, 1024);            if(read(fds[0], buf, 1024) == 0)            {                break ;            }            printf("child : read : %s\n", buf);        }        printf("child exit ! \n");        exit(1);    }else // parent write    {        printf("parent : %u \n", getpid());        close(fds[0]);         /* 关闭父进程的读 */        char buf[1024];        while(memset(buf,0, 1024), fgets(buf, 1024, stdin) != NULL)        {            write(fds[1], buf, strlen(buf));            }        close(fds[1]);         /* c+d后退出循环,当父进程不准备读了,要关闭父进程的写 */        printf("parent bread while! \n");        wait(NULL);    }    return 0 ;}

程序输出为:

[purple@localhost test_class]$ vim my_pipe.c[purple@localhost test_class]$ gcc my_pipe.c[purple@localhost test_class]$ ./a.outparent : 2829child : 2830how are youchild : read : how are youbaby U R beautifulchild : read : baby U R beautifulparent bread while!child exit !

我们来分析下这个程序。观察程序运行结果,首先输出的是parent:2829,显然先执行的是父进程,之后一直执行到父进程的while循环,由于循环中有fgets,其为阻塞函数,此时内核把时间片给子进程。

子进程打印出child:2830后一直往下执行,直到while循环,在read处阻塞,等待输入,此时时间片到达父进程,父进程write后(注意由于fgets会接受换行符,因此每次write都会刷新缓冲区),子进程就读。

直到父进程按c+d退出while循环,关闭父进程的写,wait挂起后,将时间片给子进程。由于写端关闭,子进程read函数必定读不到东西,退出循环,执行exit,退出,同时exit唤醒父进程,父进程退出。

注意:如果父进程退出循环后,但不关闭其写端,子进程会一直等待输入,不会认为自己读不到东西。

将代码稍作变化

在关闭子进程的写端语句后,再加上一条关闭子进程的读端语句,如下:

if(fork() == 0)//child read    {        printf("child : %u \n", getpid());        close(fds[1]);          /* 关闭子进程的写 */        close(fds[0]);          /* 关闭子进程的读 */  /* 新加的语句 */        char buf[1024]= "";        while(1)        {            memset(buf, 0, 1024);            if(read(fds[0], buf, 1024) == 0)            {                break ;            }            printf("child : read : %s\n", buf);        }        printf("child exit ! \n");        exit(1);    }

此时,执行到子进程的while循环后,会一直不断输出:

child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :child : read :
..
 程序进入死循环。原因是当子进程的读端已经关闭后,再读管道,必然出错,也就是此时read调用的返回值是-1。因此不断执行打印语句,陷入死循环。

改动后完整代码

/*************************************************************************  > File Name: my_pipe.c  > Author: Comst  > Mail:750145240@qq.com   > Created Time: Thu 21 Aug 2014 09:13:24 PM CST ************************************************************************/#include<stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>int main(int argc, char* argv[]){    int fds[2];//fds[0]-r   fds[1] - w //writ(fds[1])   read(fds[0])    if(pipe(fds) == -1)    {        perror("pipe");        exit(1);    }        if(fork() == 0)//child read    {        printf("child : %u \n", getpid());        close(fds[1]);          /* 关闭子进程的写 */        close(fds[0]);          /* 关闭子进程的读 */        char buf[1024]= "";        while(1)        {            memset(buf, 0, 1024);            if(read(fds[0], buf, 1024) == -1)            {                break ;            }            printf("child : read : %s\n", buf);        }        printf("child exit ! \n");        exit(1);    }else // parent write    {        printf("parent : %u \n", getpid());        close(fds[0]);         /* 关闭父进程的读 */        char buf[1024];        while(memset(buf,0, 1024), fgets(buf, 1024, stdin) != NULL)        {            write(fds[1], buf, strlen(buf));            }        close(fds[1]);         /* c+d后退出循环,当父进程不准备读了,要关闭父进程的写 */        printf("parent bread while! \n");        wait(NULL);    }    return 0 ;}

程序运行结果1:

[purple@localhost test_class]$ ./a.outparent : 3560child : 3561child exit !baby you are beautiful

当程序执行到父进程的while循环时,我们输入“baby you are beautiful”,由于此时子进程的读端已经关闭,我们再往写端写东西,内核直接发信号,挂掉我们的程序。即输入“baby you are beautiful”后,程序直接退出。

程序运行结果2:

[purple@localhost test_class]$ ./a.outparent : 3588child : 3589child exit !parent bread while!

当程序执行到父进程的while循环时,我们输入 c+d,此时正常退出循环,接着执行下面的语句。