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管道管道的定義管道就是一個進程與另一個進程之間通信的通道，它通常是用作把一個進程的輸出通過管道連接到另一個進程的輸入。 它是半雙工運作的，想要同時雙向傳輸需要使用兩個管道。 管道又可以分為匿名管道和命名管道，而shell中使用到的是匿名管道，所以本文僅描述匿名管道。 例如命令ls | grep main.c，使用了管道來連接了兩條命令來執(zhí)行，能夠快速地讓我們知道當前目錄下是否有 main.c 文件。 管道的本質(zhì)是內(nèi)存中的緩沖區(qū)，可以看作是打開到內(nèi)存中的文件。 所以需要使用兩個文件描述符來索引它，一個表示讀端，一個表示寫端。 并且規(guī)定，數(shù)據(jù)只能從讀端讀取、只能往寫端寫入。 創(chuàng)建管道使用函數(shù)pipe()可以創(chuàng)建匿名管道，需要包含頭文件 unistd.h，示例代碼： int fd[2];
pipe(fd);
首先創(chuàng)建一個 2 個元素的整型數(shù)組，然后將該數(shù)組作為pipe()的參數(shù)，pipe()執(zhí)行成功后，數(shù)組元素 fd[0]的值就會變成所創(chuàng)建的管道的讀端的文件描述符，fd[1]就會變成寫端的文件描述符。 至此管道就算創(chuàng)建成功了。 把管道作為標準輸入輸出管道創(chuàng)建成功后，就可以直接使用 read()和 write()函數(shù)對管道進行數(shù)據(jù)的讀寫。 而因為shell中都是使用標準輸入輸出對管道進行讀寫的，例如ls | grep main.c就是將 ls 的標準輸出寫到了管道寫端，而 grep 的標準輸入則從管道讀端讀取，所以本文也只描述此方法。 示例代碼如下： int fd[2];
pipe(fd);
pid=fork();
if(0==pid) //execute next command in child process
{
dup2(fd[0],0);//redirect standard input to pipe(read)
close(fd[0]);
close(fd[1]);
if(0!=execvp(cmd0[0],cmd0))
printf('No such command!\n');
exit(EXIT_SUCCESS);
}
else //execute current command in current process
{
dup2(fd[1],1);//redirect standard output to pipe(write)
close(fd[0]);
close(fd[1]);
if(0!=execvp(cmd1[0],cmd1))
printf('No such command!\n');
exit(EXIT_SUCCESS);
}
首先是創(chuàng)建一個管道，然后創(chuàng)建子進程，子進程會繼承這一個管道，也就保證了父進程與子進程操作的是同一個管道（管道的繼承與普通變量不同）。 如果我們希望在子進程中執(zhí)行管道的讀端的程序例如ls | grep main.c中的grep main.c；在父進程中執(zhí)行管道的寫端的程序，例如ls | grep main.c中的ls。 在子進程中，先調(diào)用dup2(fd[0],0);此函數(shù)就是將標準輸入的文件描述符 0,指向了管道的讀端。
文件描述符，本質(zhì)是非負整數(shù)，通常是小整數(shù)；它是一個索引，通過該索引可以找到對應的文件。 例如，標準輸入、標準輸出、標準錯誤的文件描述符默認是 0、1、2 。當進程需要從標準輸入中讀取數(shù)據(jù)時，就會通過 0 索引找到標準輸入所對應的內(nèi)存緩沖區(qū)來讀取數(shù)據(jù)。 假設此時管道讀端的文件描述符為 3、寫端文件描述符為 4 。 調(diào)用dup2(fd[0],0)，實際上就是將文件描述符 3 指向的文件表項賦值給了文件描述符 0，而文件描述符 0 正是進程默認的標準輸入。 所以此時，當進程需要從標準輸入讀取數(shù)據(jù)時，進程就會通過文件描述符 0 來找到管道讀端所對應內(nèi)存緩沖區(qū)。 從而實現(xiàn)了通過標準輸入來讀取管道的數(shù)據(jù)，也可以說是，將管道的讀端重定向到了標準輸入。管道的寫端與標準輸入的關系也與此類似，此處不再贅述。  調(diào)用dup2(fd[0],0)之后還需要調(diào)用close()函數(shù)將管道原有的文件描述符關閉，關閉的意思是文件描述符 3 和 4 不再索引到管道或者其他文件，也就是說此時使用 read 函數(shù)從文件描述符 3 中是讀取不到管道的數(shù)據(jù)的了，并不是說關閉管道的意思。 完成管道的設置之后，就可以通過 exec 族函數(shù)來執(zhí)行外部命令了。 需要注意的是，調(diào)用 exec 族函數(shù)并不會把管道這種 IPC 資源覆蓋或者重新初始化。
文件重定向文件重定向其實與上面管道重定向到標準輸入輸出很類似，甚至可以直接采用上面所說的方法來實現(xiàn)。但是此處將講述一種更加簡潔的方法實現(xiàn)。 實例代碼如下： char fileName[20]='out.txt';
freopen(fileName,'w',stdout);//redirect stdout to fileName
以上兩行簡單的代碼就實現(xiàn)了，將該進程的標準輸出重定向到了文件 out.txt ，甚至一行就可以實現(xiàn)。 執(zhí)行以上代碼后，當前進程的所有標準輸出，也就是 printf()之類的輸出全都會被寫到文件 out.txt，顯示屏將不會有輸出。 而將進程的標準輸入重定向到文件 in.txt 的代碼如下： char fileName[20]='in.txt';
freopen(fileName,'r',stdin);//redirect stdin to fileName
 
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