Linux系统编程—管道

Linux 实现 IPC 其中的一种方式——管道

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管道又分：

1、无名管道：无名管道只能用于有亲缘关系的进程。

2、有名管道：有名管道用于任意两进程间通信。

你就可以把管道理解成位于进程内核空间的“文件”。

给文件加引号，是因为它和文件确实很像，因为它也有描述符。但是它确实又不是普通的本地文件，而是一种抽象的存在。

当进程使用 pipe 函数，就可以打开位于内核中的这个特殊“文件”。同时 pipe 函数会返回两个描述符，一个用于读，一个用于写。如果你使用 fstat函数来测试该描述符，可以发现此文件类型为 FIFO。

而无名管道的无名，指的就是这个虚幻的“文件”，它没有名字。本质上，pipe 函数会在进程内核空间申请一块内存（比如一个内存页，一般是 4KB），然后把这块内存当成一个先进先出（FIFO）的循环队列来存取数据，这一切都由操作系统帮助我们实现了。

pipe 函数打开的文件描述符是通过参数（数组）传递出来的，而返回值表示打开成功（0）或失败（-1）。

它的参数是一个大小为 2 的数组。此数组的第 0 个元素用来接收以读的方式打开的描述符，而第 1 个元素用来接收以写的方式打开的描述符。也就是说，pipefd[0] 是用于读的，而 pipefd[1] 是用于写的。

打开了文件描述符后，就可以使用 read(pipefd[0]) 和 write(pipefd[1]) 来读写数据了。

注意事项

1、这两个分别用于读写的描述符必须同时打开才行，否则会出问题。

2、如果关闭读 (close(pipefd[0])) 端保留写端，继续向写端 (pipefd[1]) 端写数据(write 函数)的进程会收到 SIGPIPE 信号。

3、如果关闭写 (close(pipefd[1])) 端保留读端，继续向读端 (pipefd[0]) 端读数据(read 函数)，read 函数会返回 0。

当在进程用 pipe 函数打开两个描述符后，我们可以 fork 出一个子进程。这样，子进程也会继承这两个描述符，而且这两个文件描述符的引用计数会变成 2。

如果你需要父进程向子进程发送数据，那么得把父进程的 pipefd[0] （读端）关闭，而在子进程中把 pipefd[1] 写端关闭，反之亦然。为什么要这样做？实际上是避免出错。传统上 pipe 管道只能用于半双工通信（即一端只能发，不能收；而另一端只能收不能发），为了安全起见，各个进程需要把不用的那一端关闭（本质上是引用计数减 1）。

步骤一：fork 子进程

步骤二：关闭父进程读端，关闭子进程写端

父进程 fork 出一个子进程，通过无名管道向子进程发送字符，子进程收到数据后将字符串中的小写字符转换成大写并输出。

有名管道打破了无名管道的限制，进化出了一个实实在在的 FIFO 类型的文件。这意味着即使没有亲缘关系的进程也可以互相通信了。所以，只要不同的进程打开 FIFO 文件，往此文件读写数据，就可以达到通信的目的。

1、文件属性前面标注的文件类型是 p

2、代表管道文件大小是 0

3、fifo 文件需要有读写两端，否则在打开 fifo 文件时会阻塞

通过命令 mkfifo 创建

通过函数 mkfifo创建

函数返回 0 表示成功，-1 失败。

例如:

cat 命令打印 test文件内容

接下来你的 cat 命令被阻塞住。

开启另一个终端，执行：

然后你会看到被阻塞的 cat 又继续执行完毕，在屏幕打印 “hello world”。如果你反过来执行上面两个命令，会发现先执行的那个总是被阻塞。

有两个程序，分别是发送端 send 和接收端面 recv。程序 send 从标准输入接收字符，并发送到程序 recv，同时 recv 将接收到的字符打印到屏幕。

发送端

接收端

编译

运行

因为 recv 端还没打开test文件，这时候 send 是阻塞状态的。

再开启另一个终端：

这时候 send 端和 recv 端都在终端显示has opend fifo

此时在 send 端输入数据，recv 打印。

Linux 的管道命令如何使用？

管道不支持像，ls mv cp 等，

如果要用到这些命令，就要在管道后加参数：xarg

如：which touch | xarg ls -la 就行了。

Linux管道命令（pipe）

管道命令就是用来连接多条指令的，前一条指令的输出流向会作为后一条指令的操作对象。

管道命令的操作符是：|，它只能处理由前面一条指令传出的正确输出信息，对错误信息是没有直接处理能力的。然后，传递给下一条指令，作为操作对象。

基本格式：

指令1 | 指令2 | …

【指令1】正确输出，作为【指令2】的输入，然后【指令2】的输出作为【指令3】的输入，如果【指令3】有输出，那么输出就会直接显示在屏幕上面了。通过管道之后【指令1】和【指令2】的正确输出是不显示在屏幕上面的。

【提醒注意】

管道命令只能处理前一条指令的正确输出，不能处理错误输出;

管道命令的后一条指令，必须能够接收标准输入流命令才能执行。

使用示例

1、分页显示/etc目录中内容的详细信息

$ ls -l /etc | more

2、将一个字符串输入到一个文件中

$ echo “hello world” | cat hello.txt

linux--10、管道命令符和命令行通配符

管道命令符 " | " 的作用是将前一个命令的标准输出当作后一个命令的标准输入，格式为"命令A|命令B"。

例如：

搜索rsyslogd进程： $ ps -ef | grep rsyslogd

用反野形式查看/etc 目录中有哪些文件： $ ls -l /etc/ | more

bash解释器支持多种文本通配符，包括：

我们之前在学文本查询搜索命令时就用到了通配符，例如，在 /etc 目录下搜索所有的以host开头的文件：

$ find /etc -name "host*"

另外，bash解释器还支持很多的特殊字符扩展：

例如：

先定义名称为PRICE的变量值为5

$ PRICE=5

输出“价格是5”：

输出“价格是$5”，但因为美元符号与代表变量取值的$符号冲突，所以需要用到转义字符：

使用单引号，变量将不再被取值：

执行 uname -a 后可以查看到本机内核的版本与架构信息(反引号里面的命令会被执行)：

Linux中的管道如何理解

简单来说就是，一个命令的结果作为另外一个命令(结果)的输入，管道是linux提供的一种常见的进程通信工具，也是很多shell命令能够灵活组合产生强大用途的一个重要工具。

管道是Linux由Unix那里继承过来的进程间的通信机制，它是Unix早期的一个重要通信机制。其思想是，在内存中创建一个共享文件，从而使通信双方利用这个共享文件来传递信息。由于这种方式具有单向传递数据的特点，所以这个作为传递消息的共享文件就叫做“管道”。

在管道的具体实现中，根据通信所使用的的文件是否具有名称，有“匿名管道”和“命名管道”。

16. Linux 管道符( ‘|’ )

利用Linux所提供的管道符“|”将两个命令隔开，管道符左边命令的输出就会作为管道符右边命令的输入。 连续使用管道意味着第一个命令的输出会作为 第二个命令的输入，第二个命令的输出又会作为第三个命令的输入，依此类推。下面来看看管道是如何在构造一条Linux命令中得到应用的。

注意：

1、管道命令只处理前一个命令正确输出，不处理错误输出。

2、管道命令右边命令，必须能够接收标准输入流命令才行。

这条命令使用一个管道符“|”建立了一个管道。管道将rpm -qa命令的输出（包括系统中所有安装的RPM包）作为grep命令的输入，从而列出带有licq字符的RPM包来。

这条命令使用了两个管道，利用第一个管道将cat命令（显示passwd文件的内容）的输出送给grep命令，grep命令找出含有“/bin /bash”的所有行；第二个管道将grep的输出送给wc命令，wc命令统计出输入中的行数。这个命令的功能在于找出系统中有多少个用户使用bash。

区别是：

1、左边的命令应该有标准输出 | 右边的命令应该接受标准输入

左边的命令应该有标准输出 右边只能是文件

左边的命令应该需要标准输入 右边只能是文件

2、管道触发两个子进程执行"|"两边的程序；而重定向是在一个进程内执行

这些都是网上总结很多的，其实只要多加清楚用法，也一定有自己的一份不同描述。

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