Linux系统编程：代码实现多重管道功能

系统管理员 2022-05-27 00:22 335阅读 0赞

# 代码功能介绍 #

我们在linux命令中可以使用 | 进行数据的流动，比如命令 ls -l | grep fifo | wc -l 如下图。这就是多重管道，今天我们用代码来实现类似的功能。

![20180408163809319][]

# 代码实现思路 #

管道 | 的实现当然要用到**pipe函数** 用来创建管道，每条单独的命令 用一个子进程来实现，linux命令默认是STDIN\_FILENO作为输入端，STDOUT\_FILENO作为输出端。故此，会用到**dup2文件描述符重定向**。父进程负责回收子进程。只要思路清晰代码实现就不难了。当然如果是 3重、4重管道，思路都一样。需要注意的是，**pipe的创建一定是在fork子进程之前，为了保证管道单向流动每个进程必须将没有用到的读写端close掉**。

# 代码展示 #

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <error.h>
    #include <sys/errno.h>
    #include <sys/wait.h>
    //利用管道实现 ls -l | grep "fifo" | wc -l 功能
    //所以需要2 根管道
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        pid_t pid,wpid;
        int i,fd[2],fd2[2],status;
        pipe(fd);
        pipe(fd2);
        for( i = 0; i < 3; i++ )
        {
            if((pid = fork()) == 0)
            {
                //子进程
                break;
            }else if( pid < 0 )
            {
                perror("fork error");
                exit(1);
            }
        }
    
        if( i == 0 )
        {
            printf("child pid = %d,ppid = %d\n",getpid(),getppid());
            //将管道不相关的端口关闭
            close(fd2[0]);
            close(fd2[1]);
            close(fd[0]);
            //子进程1 执行ls 将结果写出到管道1
            dup2(fd[1],STDOUT_FILENO);
            execlp("ls","ls","-l",NULL);
            perror("ls error");
        }
        else if( i == 1 )
        {
            printf("child pid = %d,ppid = %d\n",getpid(),getppid());
            close(fd[1]);
            close(fd2[0]);
            //子进程2 grep "fifo*" 从管道1中读入数据,并输出到管道2
            dup2(fd[0],STDIN_FILENO);
            dup2(fd2[1],STDOUT_FILENO);
            execlp("grep","grep","fifo",NULL);
            perror("cat error");
        }
        else if( i == 2 )
        {
            printf("child pid = %d,ppid = %d\n",getpid(),getppid());
            close(fd[0]);
            close(fd[1]);
            close(fd2[1]);
            //子进程3 wc -l 从管道2中读入数据,将最终结果输出的屏幕
            dup2(fd2[0],STDIN_FILENO);
            execlp("wc","wc","-l",NULL);
            perror("wc error");
        }
        else
        {
            //父进程2根管道的 2端都要关闭 为了不影响子进程的管道通信 ,而且必须放在fork完子进程后才可以关闭。
            close(fd[0]);
            close(fd[1]);
            close(fd2[0]);
            close(fd2[1]);
            // 父进程 回收子进程
            while( (wpid = waitpid(-1,&status,WNOHANG)) != -1 )
            {
                if(wpid > 0)
                {
                    printf("child pid = %d,by recycle.",wpid);
                    if(WIFEXITED(status))
                    {
                        //程序正常退出
                        printf("normal exit,exit num = %d\n",WEXITSTATUS(status));
                    }else if( WIFSIGNALED(status) )
                    {
                        //程序被信号终止
                        printf("terminate by signal,signal num = %d\n",WTERMSIG(status));
                    }
                }
            }
        }
        return 0;
    }

# 运行结果 #

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