13.5 pipe ~ 父進程和子進程

學(xué)習(xí)如何在子進程中運行一個與其父進程完全不同的另外一個程序戏罢,而不是僅僅運行一個相同程序屋谭。我們使用exec調(diào)用來完成。

難點:通過exec調(diào)龟糕。用的進需要知道訪問哪個文件描述符戴而。

前面的例子中,因為子進程本身有file_pipes 數(shù)據(jù)的一份副本翩蘸,所以這并不成為問題。經(jīng)過了exec調(diào)用后淮逊,情況就會不一樣了催首,因為原先的進程已經(jīng)被新的子進程替換了。為了解決這個問題泄鹏,我們可以將文件描述符(實際上只是一個數(shù)字)作為參數(shù)傳遞給用exec啟動的程序郎任。

為了演示它是如何工作的,我們需要兩個程序备籽。第一個程序是數(shù)據(jù)的產(chǎn)生者舶治,它負(fù)責(zé)創(chuàng)建管道和啟動子進程,后者是數(shù)據(jù)消費者车猬。


pipe3的代碼

pipe4的代碼

上面的代碼是為了實現(xiàn)pipe3調(diào)用pipe4的代碼霉猛;但是結(jié)果并沒有出現(xiàn)預(yù)期的那樣;


Paste_Image.png

pipe3 程序的開始部分和前面的例子是一樣的珠闰,用pipe調(diào)用創(chuàng)建一個管道惜浅,然后用fork調(diào)用創(chuàng)創(chuàng)建一個新進程。接下來伏嗜,用sprintf把讀取的管道數(shù)據(jù)的文件描述符存到一個緩存區(qū)中坛悉,該緩存區(qū)中的內(nèi)容將構(gòu)成pipe程序中的一個參數(shù)。
通過execl調(diào)用來啟動pipe4程序承绸,execl的參數(shù)如下所示裸影。
(1)要啟動的程序

(2)argv[0]: 程序名
(3)argv[1] : 包含我們想讓被調(diào)用程序去讀取的文件描述符
(4)(char*)0: 這個參數(shù)的作用是終止被調(diào)用程序的參數(shù)列表。
pipe4程序從參數(shù)字符中提取出文件描述符數(shù)字军熏,然后讀取該文件描述符來獲取數(shù)據(jù)轩猩。

13.5.1 管道關(guān)閉后的讀操作
以前:我們一般是采取的是讓進程讀取一些數(shù)據(jù)然后直接退出的方式,并假設(shè)Linux會把清理文件當(dāng)作是在進程結(jié)束的時應(yīng)該做的工作的一部分羞迷。
實際: 從標(biāo)準(zhǔn)輸入的方法會很不同界轩。通常不知道有多少數(shù)據(jù),而采用循環(huán)方法: 讀取收——處理數(shù)據(jù)—— 讀取更多的文件的數(shù)據(jù)直到?jīng)]有數(shù)據(jù)可讀為止衔瓮。
當(dāng)沒有數(shù)據(jù)可讀的時候浊猾,read通常會阻塞。它將暫停進程來等待知道有數(shù)據(jù)到達為止热鞍。如果管道的另外一端已經(jīng)被關(guān)閉(也就是說葫慎,沒有進程打開這個管道并向它寫數(shù)據(jù)了)這時候read調(diào)用就會阻塞衔彻。這就使讀進程能夠檢測文件結(jié)束一樣,對管道進程檢測并作出相應(yīng)的動作偷办。
有數(shù)據(jù)就是讀取艰额,沒有數(shù)據(jù)就會循環(huán)檢查等動作,阻塞等待椒涯。
柄沮。。废岂。 這與讀取一個無效的文件描述符不同祖搓,read把無效的文案描述符看作一個錯誤并返回-1。
若是跨越fork調(diào)用使用管道湖苞,就會有父子兩個進程向管道中寫入數(shù)據(jù)拯欧。這個時候父子進程對管道的寫文件描述符都關(guān)閉了,管道才會被認(rèn)為是關(guān)閉了财骨。對管道read調(diào)用才會失敗镐作。

13.5.2 把管道作為標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出####

下面是關(guān)于用管道來連接兩個進程更加簡潔的方法。我們把其他一個管道文件描述符設(shè)置為一個已知的值隆箩,一般是會標(biāo)準(zhǔn)輸入0或標(biāo)準(zhǔn)輸出1.在父進程中設(shè)置較為復(fù)雜该贾,在子進程中設(shè)置比較簡單。 頭文件: unistd.h
int dup(in file_descriptor);
int dup2(int file_descriptor_one, int file_descriptor_two);
dup 調(diào)用的目的是打開一個新的文件描述符捌臊,與open有點類似靶庙。
不同之處是,dup調(diào)用創(chuàng)建的新文件描述符與作為它的參數(shù)的那個已有文件描述符指向了同一個文件(管道)娃属。對于dup函數(shù)來說六荒,新文件描述符總是取最小的可用值。對于dup2函數(shù)來說矾端,它所創(chuàng)建的新文件描述符或者與參數(shù)file_descriptor_two相同掏击,或者是第一個大于該參數(shù)的可用值。

可以使用通用的fcntl調(diào)用(cmmand參數(shù)設(shè)置為F_DUPFD)來達到與調(diào)用dup和dup2相同的效果秩铆。但是dup更加容易使用砚亭。

dup如何幫助我們在進程之間傳遞數(shù)據(jù)的呢?
因為標(biāo)準(zhǔn)輸入的文件描述符總是0殴玛,而dup返回的新的文件描述符又總是0捅膘,而dup返回的新的文件描述符有總是小于可用的數(shù)字。因為滚粟,如果我們首先關(guān)閉文件描述符0然后調(diào)用dup寻仗,那么新的文件描述符就將是數(shù)字0.因為新的文件描述符是復(fù)制一個已有的文件描述符,所以凡壤,標(biāo)準(zhǔn)輸入就會改為指向一個我們傳遞給dup函數(shù)的文件描述符所對應(yīng)的文件或管道署尤。我們創(chuàng)建了兩個文件描述符耙替,他們指向了一個文件或管道,而且其中之一是標(biāo)準(zhǔn)輸入曹体。

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