linux中的管道实现和管道

inux的shell中有个很常用的东西管道，很多人认为他是shell的精华了（我没什么感觉，可能是用的比较少的原因），意思就是把一个命令的输出，作为另一个进程的输入。而在上操作系统课程时候，老师曾经给我们讲过进程通信中的管道这一个概念。在linux具体的实现就是pipe函数，可以说这个和shell中的管道，我认为就是一个东西，shell中的管道就是用pipe函数来实现的（有点武断，因为我没看过 shell的源代码）。为了说明这一点，我们写一个程序来模拟管道。

 

具体例子：我们输入 ls -l | wc这是一个管道的简单例子，大家可以自己试试，可以通过man帮助来查查这个指令的意思，应该不难。

 

前提知识介绍：

1.文件的数据结构描述:管道通信，就是在2个进程间建立一个管道（其实具体是的实现，是一个虚拟的文件，这个文件只存在于内存中，所以是个虚拟的）一个进程掌握写入段，另一个掌握读出段。linux把设备看作文件，以前我们就说过标准输入是0，输出是1，错误输出是2。具体的意思是：每个进程都有一个files数组，files[0]就是键盘了（一般是，我们程序就不是了，我们改掉了）， files[1]就是显示器， files[2]是错误输出（应该是null）。

 

我们的思路是：由父进程创建2个子进程b 和c，父进程传建一个管道，管道是个虚拟文件，我们把这个文件输出段，其实也是一个file结构替换掉子进程的标准输入文件，输入段替换掉子进程的标准输入文件，这样我们就是先了shell中的管道。

 

具体代码：

[root@liumengli pipe]# cat pipe_father_3.c
#include "stdio.h"
#include "unistd.h"

int main() {
        pid_t child_b, child_c;
        int pipefds[2]; //[0] for read, [1] for write
        char * arg1[] = {"/usr/bin/wc", NULL};
        char * arg2[] = {"/bin/ls", "-l", NULL};

        //父进程
        pipe(pipefds); // 开始创建管道的2段

        if(!(child_b = fork())) { //创建子进程b
                close(pipefds[1]); /* 关掉管道的读取端*/
                close(0); //关掉b进程的标准输入文件，其实就是键盘
                dup2(pipefds[0], 0); //将我们管道的输出段复制到 b进程的标准输入中
                close(pipefds[0]); //关掉输出
                execve("/usr/bin/wc", arg1, NULL); //执行wc进程
                printf("pid is %d, wc\n", getpid()); //只有出错才会到这里
        }
        close(pipefds[0]); /*close read*/

        if(!(child_c = fork())) { //创建子进程c
                close(1); //和上面雷同
                dup2(pipefds[1], 1);
                close(pipefds[1]);
                execve("/bin/ls", arg2, NULL);
                printf("pid is %d, ls\n", getpid());
        }

        close(pipefds[1]);
        wait4(child_b, NULL, 0, NULL);
        return 0;
}

[root@liumengli pipe]# ls -l | wc
     15     128     763
[root@liumengli pipe]# ./pipe_father_3
     14      128    763