在linux上 重新導向 管道實現

管道和重新導向

輸入輸出不僅可以重新導向到檔案，也可以通過管道傳遞到其他進程中。

基本思路：

linux：

1. 建立管道對

pipe(int pipefd[2])

2. 建立進程

首先fork，然後子進程用dup2把pipefd[0]複製到STDIN_FILENO（就是0），然後關閉pipefd[1]，或者把pipefd[1]複製到STDOUT_FILENO（就是1），然後關閉pipefd[0]。

之後調用exec去載入要建立的進程。

3. 讀或寫

用read或者write。注意讀寫之前要把子進程使用的那一個用close函數關閉掉。

區別在*nix建立進程分兩步，fork然後exec。windows只一步。

區別2，*nix要手工dup來複製檔案描述符，windows在建立進程的API內部做好了這件事。

linux步驟多一些，但是靈活，可以變化出多種模式來，例如fork之後，不僅僅子進程可以exec，父進程也可以exec，完完全全實現像“ls|wc -l”這樣的功能。也就是子進程用wc去替代，父進程用ls去替代。

windows步驟少，模式固定，它要實現上述功能，反而更加繁瑣，需要建立兩個進程，並把它們對接，然後等待兩個進程結束

執行個體：

題目：通過管道類比shell命令：catfile | sort

涉及主要知識點：未具名管道、重新導向

題目描述：具體類比一個shell命令：cat file | sort。具體的一些提示在後面。

提示：首先在目前的目錄下建立一個名為”file”的檔案，裡面的內容輸入如下：

99

123

892

12

1342

89

32

76

通過執行”cat file | sort”後的結果如下：

12

123

1342

32

76

89

892

99

現在我們需要通過一個管道，將”cat file”的結果通過管道送給命令”sort”。其中，將”cat file”命令的輸出結果重新導向到”sort”命令的輸入是由包含在命令中的管道標誌”|”來完成的。為了在程式當中實作類別似的功能，需要用dup()或者dup2()系統調用將標準輸入和標準輸出聯絡起來，具體的系統調用使用可以通過man手冊來查，或者查閱群共用裡面的函數手冊。另外，這裡的”cat file”和”sort”命令不是自己來完成，而是通過調用exec函數族來實現的。

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我的原始碼如下：

  

1 #include <stdio.h>  2 #include<stdlib.h>  3 #include<string.h>  4 #include<unistd.h>  5 #include<sys/types.h>  6 #include<sys/stat.h>  7  8 int main(intarg,char *argv[],char **environ)  9 { 10     int fd[2]; 11     pid_t pid; 12     int stat_val; 13 14     if(arg < 2) 15     { 16         printf("wrong parameters\n"); 17         exit(0); 18     } 19     if(pipe(fd)) 20     { 21         printf("Create pipefailed!\n"); 22         exit(1); 23     } 24 25     pid=fork(); 26     switch(pid) 27     { 28         case -1: 29             perror("forkfailed!\n"); 30             exit(1); 31         case 0: 32             //close(0); 33             //dup(fd[0]); 34             dup2(fd[1],1); 35             close(fd[0]); 36             execlp("cat","cat","file",NULL); 37             exit(0); 38         default: 39             dup2(fd[0],0); 40             close(fd[1]); 41             execlp("sort","sort",NULL); 42             exit(0); 43     } 44     wait(&stat_val); 45     exit(0); 46     return 0; 47 }************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************編譯sort.c：jingjing@jingjing-laptop:~/公用的$ gccsort.c -o sort 運行程式：jingjing@jingjing-laptop:~/公用的$ ./sortcat file|sort12123134232768989299*****

流程圖：

1』pipe（）建立管道、fork（）建立子進程

這裡，0-1-2分別表示標準輸入，標準輸出，標準錯誤。先建立管道，再由fork建立子進程，這裡子進程是完全繼承父進程的檔案描述符表。 『2』父進程和子進程分別執行dup2（）

重新導向以後，父進程的標準輸入來自管道，子進程的標準輸出到管道。也就是將父進程的檔案描述符[3]處的指標拷貝到[0]對應的條目處；將子進程的檔案描述符4處的指標拷貝到[1]對應的條目處。 『3』各自調用close以後

調用close（）關閉檔案描述符，相當於刪除檔案描述符表的對應條目。這裡， close(fd[0])和close(fd[1])的操作是不可以省略的:執行了2個 close以後，參見圖4， 只有子進程的ls
-l才會像管道寫資料，最終子進程終止，父進程會檢測到檔案結束；否則如果省略到close()，按照圖3所示，子進程終止以後，父進程的檔案描述符[4]仍然是為管道的寫操作開啟著，父進程將陷入無限期的阻塞，等待資料的寫入。

 注意： 關於這裡 在父、子進程中都需要 close() 兩次 有待驗證！

心得：

1

子進程的功能是讀出資訊，而父進程的功能是寫入資訊；因此在子進程那裡，要把管道的輸入端複製到標準輸出中，即dup2(fd[1],1)而父進程則要把管道寫端複製到標準輸入，即dup2(fd[0],0)。

 

2

dup()與dup2()的最大區別：

舉例說明：

                    close(1);         //關閉標準輸出

                    dup(fd[1]);     //把管道的輸入端複製到標準輸出

                    這兩個語句等價於:  dup2(fd[1],1);

所以dup2()是把close()和dup()這兩個函數整合在了同一個函數裡。這裡特別要注意的是：dup2()的兩個參數，是把前一個複製到後一個裡面，所以書上的例子中寫的是錯誤的。

3、還有就是exec()函數的用法，我一開始不知道“cat file“命令如何作為函數的參數，現在談談我的理解吧：

我的程式中execlp("cat","cat","file",NULL)；第一個參數是為了指明該命令的路徑，第二個和第三個參數是該命令

所包含的所有參數，即把他們一一羅列出來。