C 语言 管道连接进程实现进程通信

Question

书上的例子是实时读取生成的数据，还是上面的例子，rssgroup.py 脚本加上 -u，可以显示找到的 url，如：

export RSS_FEED=http://rss.news.sohu.com/rss/guoji.xml 
python rssgossip.py -u sohu  
www.sohu.com 
	 http://www.sohu.com 

学习了管道符，但是没有讲管道具体的原理是什么，很幸运，这一节涉及到了。

2.1 管道两侧的命令是父子关系

如上的命令，可以解析如下图：

在 C 中有 pipe() 设置管道

2.2 pipe() 函数建立管道

用 pipe() 连接子进程的标准输出和父进程的标准输入。pipe() 建立两条数据流（fd[0]、fd[1]）写入表中， 通过返回的文件描述符就可以在两端操作了，pipe() 在描述符中创建这两项时，会把它们的文件描述符保存在一个包含两个元素的数组中：

pipe() 函数创建了管道,并返回了两个描述符:

• fd[1] 用来向管道写数据
• fd[0] 用来从管道读数据

你将在 父、子进程中使用这两个描述符。

2.2.1 子进程

在这个项目中，子进程只需要写就 ok 了， 所以可以关闭管道的 f[0] 端，然后修改其标准输出指向 f[1] 数据流。

2.2.2 父进程

父进程只需要读就行了，所以需要关闭 f[1]端，然后重定向父进程的标准输入，让它从描述符 fd[0] 对应的数据流中读取数据：

2.2.3 实例：浏览器打开网页

我们尝试上面程序读取到的网址，调用系统函数打开浏览器浏览网页。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

//定义一个通用的错误处理方法
void error(char *msg){
  fprintf(stderr, "%s: %s\n", msg, strerror(errno));
  exit(1);    // exit(1) 会立刻终止程序并把`退出状态`设为 1
}

// 打开浏览器
void open_url(char *url) {
  char launch[255];
//  sprintf(launch, "cmd /c start %s", url);
//  system(launch);   // windows
//  sprintf(launch, "x-www-browser '%s' &", url);
//  system(launch);   // linux
  
  sprintf(launch, "open '%s'", url);
  system(launch);   // mac
}


int main(int argc, char *argv[]) {
  char *phrase = argv[1];
  char *vars[] = {"RSS_FEED=http://rss.news.sohu.com/rss/guoji.xml", NULL};
  int fd[2];  //这个数组保存管道的描述符
  //创建管道
  if (pipe(fd) == -1) {
    error("创建管道失败");
  }
  
  //fork 进程
  pid_t pid = fork();
  //判断 fork 是否成功
  if (pid == -1) {
    error("fork 进程失败");
  }
  
  
  //这段代码会修改子进程，因为 pid 为 0
  if (!pid) {
    close(fd[0]);   // 0:read
    dup2(fd[1], 1); // 标准写入重定向到 fd[1],设为管道输入端
    
    //执行系统调用
    int pid = execle("/usr/bin/python", "/usr/bin/python", "./rssgossip.py","-u", phrase, NULL, vars);
    if (pid == -1) {
      error("系统调用失败");
    }
  }
  
  //父进程
  dup2(fd[0], 0);   //标准读取重定向到 fd[0],设为管道输出端
  close(fd[1]);     //1:write
  
  char line[255];
  while (fgets(line, 255, stdin)) {   //将从标准输入读取数据，因为管道连入了标准输入，也可以是 fd[0]
    // 如果 line 以 tab 开头则是 url, line+1 是 tab 以后的字符串
    if (line[0] == '\t') {
      printf("%s\n", line+1);
      open_url(line + 1);
    }
  }
  return 0;
}

运行后就能发现自动打开对应的网页了。

2.3 小结

• 父子进程可以用管道通信
• pipe() 函数创建一个管道和两个描述符
• 一个描述符是管道的读取端，另一个是写入端
• 可以把标准输入和标准输出重定向到管道
• 父子进程各自使用管道的一端