APUE學習筆記 23 程序間通訊之管道

2021-05-02 23:07:11 字數 2592 閱讀 7555

by:

潘雲登

對於商業目的下對本文的任何行為需經作者同意。

寫在前面

1.本文內容對應《

unix

環境高階程式設計》(第

2版)》第

15章。 2.

總結了程序間通訊的一種機

制——管道的基本概念和使用方法。 3.

管道

管道是unix

系統ipc

的最古老形式,在

shell

下的表現形式為管道線。每當在管道線中輸入乙個由

shell

執行的命令序列時,

shell

為每一條命令單獨建立一程序,然後將前一條命令程序的標準輸出用管道與後一條命令的標準輸入相連線。管道有兩個主要侷限: l

管道是半雙工的,即資料只能在乙個方向上流動。 l

管道只能在具有公共祖先的程序之間使用。

管道的建立

管道由pipe

函式建立。經由引數

filedes

返回兩個檔案描述符:

filedes[0]

為讀而開啟,

filedes[1]

為寫而開啟(讀0寫

1)。filedes[1]

的輸出是

filedes[0]

的輸入。

fstat

函式對管道的每一端都返回乙個

fifo

型別的檔案描述符,可以用

s_isfifo

巨集來測試管道。

#include

int pipe(int filedes[2]);

returns: 0 if ok, -1 on error

單個程序中的管道幾乎沒有任何用處。通常,呼叫

pipe

函式的程序接著呼叫

fork

,這樣就建立了從父程序到子程序(或反向)的

ipc通道。對於從父程序到子程序的管道,父程序關閉管道的讀端,子程序則關閉寫端。對於反向的管道,父程序關閉寫端,子程序則關閉讀端。

讀寫管道

可以直接呼叫

read

和write

對管道描述符進行讀寫。更常見的方法是將管道描述符複製為標準輸入和標準輸出。在此之後,子程序通常執行另乙個程式,該程式或者從標準輸入(管道的讀端)讀資料,或者將資料寫到其標準輸出(管道的寫端)。

在寫管道時,常量

pipe_buf

規定了核心中管道緩衝區的大小。如果有多個程序同時寫乙個管道,而且有程序要求寫的位元組數超過

pipe_buf

位元組數時,則寫操作的資料可能互相穿插。用

pathconf

或fpathconf

函式可以確定

pipe_buf

的值。

當管道的一端被關閉後,下列的兩條規則起作用: l

當讀乙個寫端已被關閉的管道時,在所有資料都被讀取後,

read返回0

,以指示達到了檔案結尾處。 l

如果寫乙個讀端已被關閉的管道,則產生訊號

sigpipe

。如果忽略該訊號或者捕捉該訊號並從其訊號處理函式返回,則

write

返回-1

,errno

設定為epipe。

實驗程式如下:

#include

#include

#include

#include

#include

void sig_pipe(int signo)

int main()

if((pid = fork()) < 0)

else if(pid == 0)

close(fd[0]);

sleep(1);

if(write(fd[1], buf, 10) == -1)

perror("write error");

exit(exit_success); }

執行結果為:

pydeng@pydeng-laptop:~/apue.2e/mytest$ ./a.out

receive sigpipe

write error: broken pipe

協同程序

當乙個程式產生某個過濾程式的輸入,同時又讀取該過濾程式的輸出時,則該過濾程式就成為協同程序。協同程序通常在

shell

的後台執行,它有連線到另乙個程序的兩個單向管道,乙個接到其標準輸入,另乙個則來自其標準輸出。

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