linux中pipe和dup2詳解

1、什么是管道

　　管道是半雙工的，數據只能向一個方向流動；需要雙方通信時，需要建立起兩個管道； 只能用於父子進程或者兄弟進程之間（具有親緣關系的進程）； 單獨構成一種獨立的文件系統：管道對於管道兩端的進程而言，就是一個文件，但它不是普通的文件，它不屬於某種文件系統，而是自立門戶，單獨構成一種文件系統，並且只存在於內存中。數據的讀出和寫入：一個進程向管道中寫的內容被管道另一端的進程讀出。寫入的內容每次都添加在管道緩沖區的末尾，並且每次都是從緩沖區的頭部讀出數據。

2、管道的創建

　　int pipe(int fd[2])

　　該函數創建的管道的兩端處於一個中間進程，在實際應用中並沒有太大意義，一般在pipe()創建管道后，再fork()一個子進程，然后通過管道實現父子進程之間的通信。

3、管道的讀寫規則

　　管道兩端可分別用描述字fd[0]以及fd[1]來描述，需要注意的是，管道的兩端是固定了任務的。即一端只能用於讀，由描述字fd[0]表示，稱其為管道讀端；另一端則只能用於寫，由描述字fd[1]來表示，稱其為管道寫端。

4、pipe函數

　　頭文件：#include<unistd.h>

　　函數原型： int pipe(int fd[2])

　　函數參數：fd[2],管道的兩個文件描述符，之后就是可以直接操作這兩個文件描述符。其中fd[0]為讀取端，fd[1]為寫入端

　　返回值：成功返回0，否則返回-1

　　讀fd[0]: close(fd[1]); read(fd[0], buf, BUF_SIZE);

　　寫fd[1]: close(fd[0]); read(fd[1], buf, strlen(buf));

5、例子

　　

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    int fd[2];
    char buf[1024];
    pid_t pid;

    if(pipe(fd) != 0)
    {
        printf("pipe error\n");
        return 0;
    }

    pid = fork();

    if(pid == -1)
    {
        printf("fork error\n");
        return 0;
    }

    else if(pid > 0)
    {
        printf("This is the father process, here write a string to the pipe\n");
        char s[] = "Hello! write a string in the father process\n";
        close(fd[0]);
        write(fd[1], s, sizeof(s));              // 向管道中寫入數據

    }
    else
    {
        printf("This is the child process, here read a string from the pipe\n");
        close(fd[1]);
        read(fd[0], buf, sizeof(buf));          //從管道中讀取數據
        printf("%s", buf);
    }
    waitpid(pid, NULL, 0);
    return 0;
}

　　輸出結果為：

　　This is the father process, here write a string to the pipe

　　This is the child process, here read a string from the pipe

　　Hello! write a string in the father process

　　當管道中數據被讀取后，管道為空。之后再read操作將默認的被阻塞，等待某些數據被寫入。如需要設置為非阻塞，則可做如下設置：

　　fcntl(filedes[0], F_SETFL, O_NONBLOCK);

　　fcntl(filedes[1], F_SETFL, O_NONBLOCK);

6、dup2詳解

　　用來復制一個現存的文件描述符，使兩個文件描述符指向同一個file結構體。

　　其中頭文件：#include <unistd.h>

　　函數原型：int dup2(int oldhandle, int newhandle);

　　例子還是使用上面那個例子，如下：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    int fd[2];
    char buf[1024];
    pid_t pid;
    int newfd;
    if(pipe(fd) != 0)
    {
        printf("pipe error\n");
        return 0;
    }

    pid = fork();

    if(pid == -1)
    {
        printf("fork error\n");
        return 0;
    }

    else if(pid > 0)
    {
        printf("This is the father process, here write a string to the pipe\n");
        char s[] = "Hello! write a string in the father process\n";
        close(fd[0]);
        write(fd[1], s, sizeof(s));              // 向管道中寫入數據

    }
    else
    {
        printf("This is the child process, here read a string from the pipe\n");
        close(fd[1]);
        dup2(fd[0], newfd);
        read(newfd, buf, sizeof(buf));          //從管道中讀取數據
        printf("%s", buf);
    }
    waitpid(pid, NULL, 0);
    return 0;
}

 　　運行的結果還是一樣。只是在36行代碼中調用了dup2,把fd[0]復制給newfd。