管道是Unix系统IPC的最古老的形式，所有的Unix都支持管道，管道的局限性：
（1）半双工的，某些系统提供全双工，但是为了最佳可移植性，还是认为半双工
（2）只能在具有公共祖先的两个进程之间使用
管道通过调用pipe函数创建：
#include <unistd.h> init pipe(int fd[2]);
由参数fd返回两个文件描述符：f[0]为读打开，f[1]为写打开，f[1]的输出是f[0]的输入
单个进程中的管道几乎没有任何用处，通常进程会先调用pipe，接着调用fork，从而创建从父进程到子进程的IPC通道，反之亦然
对于fork之后数据流的方向取决于父进程与子进程关闭的文件描述符
当管道的一端被关闭后，有两条规则:
（1）当read一个写端已被关闭的管道时，在所有数据被读取后，read返回0，表示文件结束
（2）当write一个读端已被关闭的管道时，则产生信号SIGPIPE，如果忽略信号或者捕获该信号并从其处理程序返回，则write返回-1，errno设置为EPIPE
在写管道的时候，常量PIPE_BUF规定了内核的管道缓冲区大小
下面一个简单的程序实现了父进程到子进程的管道，父进程经管道向子进程传送数据
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stropts.h>
#define MAXLINE 4096
//输出错误信息并退出
void err_sys(const char *str)
{
fprintf(stderr, "%s\n", str);
exit(1);
}
int
main(void)
{
int n;
int fd[2];
pid_t pid;
char line[MAXLINE];
char *s = "hello wuyudong!\n";
if (pipe(fd) < 0)
err_sys("pipe error");
if ((pid = fork()) < 0) {
err_sys("fork error");
} else if (pid > 0) { /* 父进程 */
close(fd[0]);
write(fd[1], s, strlen(s));
} else { /* 子进程 */
close(fd[1]);
n = read(fd[0], line, MAXLINE);
write(STDOUT_FILENO, line, n);
}
exit(0);
}
wu@ubuntu:~/myapue$ gcc usepipe.c -o usepipe
wu@ubuntu:~/myapue$ ./usepipe
wu@ubuntu:~/myapue$ hello wuyudong!
上面实现的是半双工单向的管道，即从父进程写到管道，再到子进程从管道中读，最后再显示
接下来通过增加一个管道来实现一个双向数据流，具体步骤如下：
（1）创建2个管道（fd1和fd2）
（2）fork
（3）父进程关闭fd1[0]
（4）父进程关闭fd2[1]
（5）子进程关闭fd1[1]
（6）父进程关闭fd2[0]
具体代码如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stropts.h>
#define MAXLINE 4096
void client(int readfd, int writefd)
{
size_t len;
ssize_t n;
char buf[MAXLINE];
fgets(buf, MAXLINE, stdin); //输入文件路径保存在buf中
len = strlen(buf);
if(buf[len-1] == '\n') //除去换行符
len--;
write(writefd, buf, len); //将文件路径写入管道
while((n = read(readfd, buf, MAXLINE)) > 0) //从管道中读取n字符到buf
write(STDOUT_FILENO, buf, n); //将buf中的n个字符显示终端
}
void server(int readfd, int writefd)
{
int fd;
ssize_t n;
char buf[MAXLINE + 1];
//read函数：当管道或者FIFO包含的字节少于指定的字节数，read返回可用的字节数
if((n = read(readfd, buf, MAXLINE)) == 0) {
printf("read end of file!");
exit(0);
}
buf[n] = '\0';
if((fd = open(buf, O_RDONLY))< 0) {
snprintf(buf+n, sizeof(buf)-n,": can't open, %s\n", strerror(errno));
n = strlen(buf);
write(writefd, buf, n); //将buf中的n个字节写入管道
} else {
while((n = read(fd, buf, MAXLINE)) > 0)
write(writefd, buf, n);
close(fd);
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
int pipe1[2], pipe2[2];
pid_t childpid;
//创建两个管道
pipe(pipe1);
pipe(pipe2);
if((childpid = fork()) == 0) { //子进程
close(pipe1[1]); //关闭pipe1的写
close(pipe2[0]); //关闭pipe2的读
server(pipe1[0], pipe2[1]);
exit(0);
}
close(pipe1[0]);
close(pipe2[1]);
client(pipe2[0], pipe1[1]);
waitpid(childpid, NULL, 0);
exit(0);
}
编译运行：
wu@ubuntu:~/myapue$ gcc usepipe1.c -o usepipe1
wu@ubuntu:~/myapue$ ./usepipe1
pipetest
hello wuyudong
pipe test pipe
wu@ubuntu:~/myapue$ ./usepipe1
/etc/shadow
/etc/shadow: can’t open, Permission denied
wu@ubuntu:~/myapue$ /no/test
bash: /no/test: No such file or directory
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