进程之间的管道链

Question

我想要一个父母带着两个孩子。

父进程从文件“a.txt”中读取数据并将管道发送给第一个子进程；第一个孩子读取字符并将小写字母发送给第二个孩子。

第二个子级在“b.txt”中打印每个不同的字符和出现次数（每行），然后通过管道将不同字符的数量发送到父级。父级打印第二个子级的结果。

我已经完成了从父级到 1 个子级的管道，并且为了测试我已将管道放回父级。 我不明白的是如何让管道传给第二个孩子。我一直在搜索有关 dup2 的信息，但我不知道如何使其工作。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <ctype.h>
#include <fcntl.h>

void main()
{

    int pfd1[2], pfd2[2], pid1, pid2, pfin, status, fd;
    char *c = (char *)malloc(sizeof(char));

    if (pipe(pfd1) < 0) {
        printf("Eroare la crearea pipe-ului\n");
        exit(1);
    }
    if (pipe(pfd2) < 0) {
        printf("Eroare la crearea pipe-ului\n");
        exit(1);
    }
    if ((pid1 = fork()) < 0) {
        printf("Eroare la fork\n");
        exit(1);
    }

    if (pid1 == 0) {    /*child */
        close(pfd1[1]);
        while (read(pfd1[0], c, 1) > 0) {
            //printf("%s",c);
            if (islower(*c)) {
                close(pfd2[0]);
                //inchid capul de citire; scriu in pipe
                write(pfd2[1], c, 1);
                ////dup??????
            }
        }
        printf("\n");
        write(pfd[1], buff, len);

        close(pfd1[0]);
        close(pfd2[1]);
        exit(0);
    }

    if ((pid2 = fork()) < 0) {
        printf("Eroare la fork\n");
        exit(1);
    }

    if (pid2 == 0) {
        printf("second child");
        exit(0);
    }

    /* parent */
    close(pfd1[0]);
    close(pfd2[1]);
    fd = open("date.txt", O_RDONLY);
    while (read(fd, c, 1) > 0) {
        write(pfd1[1], c, 1);
    }
    close(pfd1[1]);     /* la sfarsit inchide si capatul utilizat */
    close(pfin);

    while (read(pfd2[0], c, 1) > 0)
        printf("%s", c);
    close(pfd2[0]);
    printf("%d", wait(&status));
    printf("%d", wait(&status));

}

Answer 1

我对您的代码有一些具体的评论：

char *c = (char *)malloc(sizeof(char));

虽然这没有任何问题，但也不需要从堆中分配这个char。更惯用的方法是在此处使用 char c;，然后将 &c 传递给 read(2) 和 write(2)系统调用。 （更惯用的做法是使用 C 标准 IO 工具；freopen(3)、getchar(3) 和 putchar(3) -- 但是，在您让此代码完全按照您希望的方式工作之前，不要进行这种转换，因为这对您试图解决的问题来说是一个额外的复杂化。）

if ((pid1 = fork()) < 0) {
    printf("Eroare la fork\n");
    exit(1);
}

通过使用您自己的错误消息，您会错过重要的错误信息。您应该使用 perror(3) 来打印错误消息。这将为您和您的用户提供可以搜索的错误的实际原因。如果您的用户遇到 setrlimit(2) NPROC 最大进程限制、系统范围的进程限制，fork(2) 可能会失败，内核内存不足。

if ((pid1 = fork()) < 0) {
   perror("Eroare la fork");
   exit(1);
}

您还应该检查 open(2) 调用的返回值。 （您应该还检查 write(2) 和 close(2) 的返回值是否有错误，但处理这些错误是对于大多数程序来说，简单地打印错误并退出是一个好的开始。）

    while (read(pfd1[0], c, 1) > 0) {
        //printf("%s",c);
        if (islower(*c)) {
            close(pfd2[0]);

这是 close(2) 调用的错误位置 - 您不应该一遍又一遍地关闭此文件描述符。每个输入字符。如果您检查 close(2) 返回值，您会注意到 errno 设置为 EBADF，因为文件描述符不再有效第二次及后续调用。

现在，讨论您来这里的问题：将挂钩的 fork()、pipe() 和 dup2() 调用的序列启动管道中的所有进程并将数据发送回父进程。由于 pipe(2) 创建单向 pipe(7)，因此您需要调用 pipe(2) 四次< /em> -- 用于父级和子级之间的双向。如果您将管道端点存储在具有对您有意义的名称的数组中，那么它们将更容易跟踪。也许创建名为 to_ 的数组用于写入，from_ 用于读取：

int to_child[2];
int from_parent[2];
int to_parent[2];
int from_child[2];

for (int i=0; i<2; i++) {
    int p[2];

    if (pipe(p) == -1) {
    perror("pipe");
    exit(1);
    }

    /* from parent to child */

    to_child[i] = p[1];
    from_parent[i] = p[0];

    if (pipe(p) == -1) {
    perror("pipe");
    exit(1);
    }

    /* from child to parent */

    to_parent[i] = p[1];
    from_child[i] = p[0];
}

请注意，您实际上需要使用 dup2( 2) 重新排列文件描述符，除非您想要执行其他程序来处理“过滤”任务。只需使用 from_parent[...] 或 from_child[...] 描述符进行 read(2) 和 write(2) 到 to_child[...] 和 to_parent[...] 描述符。

也许使用 socketpair(2) 使用 AF_UNIX 创建双向套接字，然后可以读取和写入，整个事情会更容易以与任何其他 BSD 风格套接字相同的方式。请参阅 socket(7) 和 unix(7) 了解概述。

Answer 2

您不需要dup()。只需打开父级中的管道，然后在每个进程中 close() 您不需要的端点，然后仅使用您需要的端点。

请注意，这意味着父级将关闭子级通信管道的两个端点。该管道的每个端点都将由子管道之一使用。每个孩子还应该关闭它不使用的端点。

Answer 3

谢谢您的回答。
这是整个问题的代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <ctype.h>
#include <fcntl.h>

void main()
{

 int pfd1[2],pfd2[2],pfd3[2],pid1,pid2,status,fd,fo;
 char letter[32][2];
 int letternumber=0,i,sw=0;
 char* c = (char*)malloc(sizeof(char));
 //pipe creation
 if(pipe(pfd1)<0){ 
    perror("Eroare la crearea pipe-ului"); 
    exit(1); 
 } 

 if(pipe(pfd2)<0){ 
    perror("Eroare la crearea pipe-ului\n"); 
    exit(1); 
 }

 if(pipe(pfd3)<0){ 
    perror("Eroare la crearea pipe-ului\n"); 
    exit(1); 
 }  
 //make first child
 if((pid1=fork())<0){ 
    perror("Eroare la fork\n"); 
    exit(1); 
 } 
 if(pid1==0) //child process
 { 
 if(close(pfd1[1])<0) {perror("Eroare close");exit(1);} // close write end; process will read from pipe
 if(close(pfd2[0])<0) {perror("Eroare close");exit(1);} //close read end; write in pipe
 while (read(pfd1[0], c, 1) > 0){
    if(islower(*c))  write(pfd2[1],c,1);//writing in pipe

 }
 if(close(pfd1[0])<0) {perror("Eroare close");exit(1);} /* close other ends */ 
 if(close(pfd2[1])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
 if(close(pfd3[0])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
 if(close(pfd3[1])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
 exit(0); 
 } 


 //make second child
 if((pid2=fork())<0){ 
  perror("Eroare la fork"); 
  exit(1); 
 } 

 if(pid2==0){ /* second child*/ 
      if(close(pfd1[0])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
  if(close(pfd1[1])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
  if((fo=open("statistica.txt", O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 
                S_IRUSR | S_IWUSR | S_IXUSR | S_IRGRP | 
                S_IWGRP | S_IXGRP | S_IROTH | S_IWOTH | S_IROTH))==-1)
    {perror("Eroare open");exit(1);}
  if(close(pfd2[1])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
  letter[0][0]='A';
  letter[0][1]=0;
  while(read(pfd2[0],c,1)>0) {          
    for(i=0;i<=letternumber;i++) 
          if(letter[i][0]==*c) {letter[i][1]++;sw=1;}
    if (sw==0){
          letter[letternumber][0]=*c;
          letter[letternumber++][1]=1;
    }     
    sw=0;    
  }
  printf("\n");//why won't it write to file without it; 
                   //wihtout it, it writes to screen?
  if(close(pfd2[0])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
  dup2(fo,1);
  for(i=0;i<letternumber;i++) 
      printf("%c %d\n",letter[i][0],letter[i][1]);
  if(close(fo)<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
  if(close(pfd3[0])<0) {perror("Eroare close");exit(1);} //close read end; going to write in pipe
  dup2(pfd3[1],1);
  printf("%d",letternumber);
  if(close(pfd3[1])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
  exit(0);
 }  

 /* parent process */ 
 if(close(pfd1[0])<0) {perror("Eroare close");exit(1);} // close read end; write in pipe
 if(close(pfd2[0])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
 if(close(pfd2[1])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
 if(close(pfd3[1])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}

 if((fd=open("date.txt",O_RDONLY))==-1)
  {perror("Eroare open");exit(1);}

 while(read(fd,c,1)>0)
      write(pfd1[1],c,1); //write in pipe

 if(close(pfd1[1])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
 //dup2(pfd3[0],0);
 while(read(pfd3[0],c,1)>0) printf("%c",*c);
 printf("\n");
 if(close(pfd3[0])<0) {perror("Eroare close");exit(1);}
 wait(&status);
 wait(&status);
}