pipe/popen/fifo

pipe(管道)

• 专用于父子进程通信, 函数原型 int pipe(int fd[2])
• fd[0]表示输入, fd[1]表示输出
• 如果父子进程要双向通信, 可以通过类似信号的功能进行控制, 也可以简单地打开两个pipe

以下例子, 打开两个pipe, 第一个pipe用于父进程向子进程发送信息, 第二个pipe用于子进程向父进程发送消息

子进程接收到消息后, 将消息转成大写然后发送给父进程

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

char *strupr(char *str){
    char *orign=str;
    for(;*str != 0;++str)
        *str=toupper(*str);
    return orign;
}
void err_quit(const char *str){
    perror(str);
    exit(1);
}
int main(){
    int n;
    int fd1[2], fd2[2];
    pid_t pid;
    char line[1024];

    if(pipe(fd1)<0 || pipe(fd2)<0)
        err_quit("pipe error");

    if((pid =fork())<0){
        err_quit("pipe error");
    }else if(pid >0 ){
        close(fd1[0]);
        close(fd2[1]);
        write(fd1[1],"hello world\n",12);
        n=read(fd2[0],line,1024);
        write(STDOUT_FILENO,line,n);
    }else{
        close(fd1[1]);
        close(fd2[0]);
        n=read(fd1[0],line,1024);
        write(STDOUT_FILENO,line,n);
        line[n]='\0';
        write(fd2[1],strupr(line),n);
    }
    exit(0);
}

popen和pclose

• 函数原型FILE *popen(const char *cmdstring, const char *type) , type的参数为"r"或"w"
• 用于父子进程通信, popen会自动fork子进程、创建pipe和关闭不需要的pipe端
• popen的实现有可理解为execl("/bin/sh","sh","-c",cmdstring,NULL)
• 当父进程向子进程发送信息时(type="w"), 实际就是向shell发送命令;
  
  当父进程从子进程获取信息时(type="r"), 实际就是读取shell的执行结果
• 虽然popen的返回是FILE，但关闭是要用pclose(fp)

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

#define MAXLINE 1024
void err_quit(const char *str){
    perror(str);
    exit(1);
}
int main(){
    char line[MAXLINE];
    FILE *fpin;

    if((fpin=popen("ls -l","r")) == NULL)
        err_quit("popen error");
    while(fgets(line,MAXLINE,fpin) != NULL){
        if(fputs(line,stdout) ==EOF)
            err_quit("fputs error");
    }
    if(ferror(fpin))
        err_quit("fpin error");
    if(pclose(fpin)==-1)
        err_quit("pclose error");
    return 0;
}

fifo

• int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode), 创建一个通信文件, 参数同open
• mkfifo后, 以open打开文件, 打开方式为只读或只写, 另外可以非阻塞方式打开
• 以只读打开时, 函数会阻塞直到有进程以只写方式打开
• 以只写打开时, 函数会阻塞直到有进程以只读方式打开
• 可用于非父子进程通信, 双向通信时开需两个

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define FILE_MODE S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR|S_IRGRP|S_IWGRP|S_IROTH
void err_quit(const char *str){
    perror(str);
    exit(1);
}
int main(){
    char *pathname="./fifobuf";
    pid_t pid;

    if(mkfifo(pathname,FILE_MODE)<0)
        err_quit("mkfifo error");

    if((pid=fork())<0){
        err_quit("fork error");
    }else if(pid >0){
        int fd;
        if((fd=open(pathname,O_RDONLY))<0)
            err_quit("open error");
        char buf[100];
        int n;
        if((n=read(fd,buf,100)) < 0)
            err_quit("read error");
        buf[n]=0;
        puts(buf);
        exit(0);
    }else{
        int fd;
        if((fd=open(pathname,O_WRONLY))<0)
            err_quit("open error");
        char *str="hello world";
        write(fd,str,strlen(str));
        exit(0);
    }