Linux下的管道编程技术

【IT168 技术文档】

    四、管道编程技术 

    在程序中利用管道进行通信时，根据通信主体大体可以分为两种情况：一种是具有共同祖先的进程间的通信，比较简单；另一种是任意进程间通信，相对较为复杂。下面我们先从较为简单的进程内通信开始介绍。 

    1. 具有共同祖先的进程间通信管道编程 

    为了了解管道编程技术，我们先举一个例子。在这个例中，我们将在进程中新建一个管道，然后向它写入一个消息，管道读取消息后将其发出。代码如下所示： 

    示例代码1：管道程序示例 

    1: #include <unistd.h>
    2: #include <stdio.h>
    3: #include <string.h>
    4:
    5: #define MAX_LINE 80 
    6: #define PIPE_STDIN 0 
    7: #define PIPE_STDOUT 1 
    8:
    9: int main()
    10: ...{
    11: const char *string=...{"A sample message."};
    12: int ret, myPipe[2];
    13: char buffer[MAX_LINE+1];
    14:
    15: /**//* 建立管道 */
    16: ret = pipe( myPipe );
    17:
    18: if (ret == 0) ...{
19:
20: /**//* 将消息写入管道 */
21: write( myPipe[PIPE_STDOUT], string, strlen(string) );
22:
23: /**//* 从管道读取消息 */
24: ret = read( myPipe[PIPE_STDIN], buffer, MAX_LINE );
25:
26: /**//* 利用Null结束字符串 */
27: buffer[ ret ] = 0;
28:
29: printf("%s\n", buffer);
30:
31: }
32:
33: return 0;
34: }

   
    上面的示例代码中，我们利用pipe调用新建了一个管道，参见第16行代码。 我们还建立了一个由两个元素组成的数组，用来描述我们的管道。我们的管道被定义为两个单独的文件描述符，一个用来输入，一个用来输出。我们能从管道的一端输入，然后从另一端读出。如果调用成功，pipe函数返回值为0。返回后，数组myPipe中存放的是两个新的文件描述符，其中元素myPipe[1]包含的文件描述符用于管道的输入，元素myPipe[0] 包含的文件描述符用于管道的输出。

    在第21行代码，我们利用write函数把消息写入管道。站在应用程序的角度，它是在向stdout输出。现在，该管道存有我们的消息，我们可以利用第24行的read函数来读它。对于应用程序来说，我们是利用stdin描述符从管道读取消息的。read函数把从管道读取的数据存放到buffer变量中。然后在buffer变量的末尾添加一个NULL，这样就能利用printf函数正确的输出它了。在本例中的管道可以利用下图解释：

图2：示例代码1中半双工管道的示意图

    这个例子中，通信是在具有共同祖先的进程间发生的，即父进程和子进程通信。这样做局限性太大，但我们只是用它来给读者一个感性的认识。接下来，我们将介绍更为高级的进程间的管道通信。