匿名管道

在讨论匿名管道之前，我们先回顾下read和write系统调用以及fgets函数

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

当read成功时，返回值为读到的字符数。当遇见文件结尾时，返回0（也就是什么都读不出来了）。出错，返回-1。—> 参考 man 2 read

#include <unistd.h>

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

当write成功时，返回值为写入的字符数。返回0代表什么也没有写入。出错返回-1。 –> 参考 man 2 write

#include <stdio.h>

char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

fgets()  reads  in  at most one less than size characters from stream and stores them into the buffer pointed to by s.  Reading stops after an EOF or a newline.  If a newline  is read, it is stored into the buffer.  A '\0' is stored after the last character in the buffer.
返回值：遇见文件结尾或发生错误返回NULL。

由于匿名管道使用的是文件描述符，所以我们只能用read和write对其进行读写。因为标准读写函数都是基于文件指针的。

匿名管道代码如下

/*************************************************************************
  > File Name: my_pipe.c
  > Author: KrisChou
  > Mail:zhoujx0219@163com 
  > Created Time: Thu 21 Aug 2014 09:13:24 PM CST
 ************************************************************************/

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
    int fds[2];//fds[0]-r   fds[1] - w //writ(fds[1])   read(fds[0])
    if(pipe(fds) == -1)
    {
        perror("pipe");
        exit(1);
    }
    
    if(fork() == 0)//child read
    {
        printf("child : %u \n", getpid());
        close(fds[1]);          /* 关闭子进程的写 */
        char buf[1024]= "";
        while(1)
        {
            memset(buf, 0, 1024);
            if(read(fds[0], buf, 1024) == 0)
            {
                break ;
            }
            printf("child : read : %s\n", buf);
        }
        printf("child exit ! \n");
        exit(1);
    }else // parent write
    {
        printf("parent : %u \n", getpid());
        close(fds[0]);         /* 关闭父进程的读 */
        char buf[1024];
        while(memset(buf,0, 1024), fgets(buf, 1024, stdin) != NULL)
        {
            write(fds[1], buf, strlen(buf));    
        }

        close(fds[1]);         /* c+d后退出循环，当父进程不准备读了，要关闭父进程的写 */
        printf("parent bread while! \n");
        wait(NULL);
    }

    return 0 ;
}

程序输出为：

[purple@localhost test_class]$ vim my_pipe.c
[purple@localhost test_class]$ gcc my_pipe.c
[purple@localhost test_class]$ ./a.out
parent : 2829
child : 2830
how are you
child : read : how are you

baby U R beautiful
child : read : baby U R beautiful

parent bread while!
child exit !

我们来分析下这个程序。观察程序运行结果，首先输出的是parent：2829，显然先执行的是父进程，之后一直执行到父进程的while循环，由于循环中有fgets，其为阻塞函数，此时内核把时间片给子进程。

子进程打印出child：2830后一直往下执行，直到while循环，在read处阻塞，等待输入，此时时间片到达父进程，父进程write后（注意由于fgets会接受换行符，因此每次write都会刷新缓冲区），子进程就读。

直到父进程按c+d退出while循环，关闭父进程的写，wait挂起后，将时间片给子进程。由于写端关闭，子进程read函数必定读不到东西，退出循环，执行exit，退出，同时exit唤醒父进程，父进程退出。

注意：如果父进程退出循环后，但不关闭其写端，子进程会一直等待输入，不会认为自己读不到东西。

将代码稍作变化

在关闭子进程的写端语句后，再加上一条关闭子进程的读端语句，如下：

if(fork() == 0)//child read
    {
        printf("child : %u \n", getpid());
        close(fds[1]);          /* 关闭子进程的写 */
        close(fds[0]);          /* 关闭子进程的读 */  /* 新加的语句 */
        char buf[1024]= "";
        while(1)
        {
            memset(buf, 0, 1024);
            if(read(fds[0], buf, 1024) == 0)
            {
                break ;
            }
            printf("child : read : %s\n", buf);
        }
        printf("child exit ! \n");
        exit(1);
    }

此时，执行到子进程的while循环后，会一直不断输出：

child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :
child : read :

..

 程序进入死循环。原因是当子进程的读端已经关闭后，再读管道，必然出错，也就是此时read调用的返回值是-1。因此不断执行打印语句，陷入死循环。

改动后完整代码

/*************************************************************************
  > File Name: my_pipe.c
  > Author: Comst
  > Mail:750145240@qq.com 
  > Created Time: Thu 21 Aug 2014 09:13:24 PM CST
 ************************************************************************/

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
    int fds[2];//fds[0]-r   fds[1] - w //writ(fds[1])   read(fds[0])
    if(pipe(fds) == -1)
    {
        perror("pipe");
        exit(1);
    }
    
    if(fork() == 0)//child read
    {
        printf("child : %u \n", getpid());
        close(fds[1]);          /* 关闭子进程的写 */
        close(fds[0]);          /* 关闭子进程的读 */
        char buf[1024]= "";
        while(1)
        {
            memset(buf, 0, 1024);
            if(read(fds[0], buf, 1024) == -1)
            {
                break ;
            }
            printf("child : read : %s\n", buf);
        }
        printf("child exit ! \n");
        exit(1);
    }else // parent write
    {
        printf("parent : %u \n", getpid());
        close(fds[0]);         /* 关闭父进程的读 */
        char buf[1024];
        while(memset(buf,0, 1024), fgets(buf, 1024, stdin) != NULL)
        {
            write(fds[1], buf, strlen(buf));    
        }

        close(fds[1]);         /* c+d后退出循环，当父进程不准备读了，要关闭父进程的写 */
        printf("parent bread while! \n");
        wait(NULL);
    }

    return 0 ;
}

程序运行结果1：

[purple@localhost test_class]$ ./a.out
parent : 3560
child : 3561
child exit !
baby you are beautiful

当程序执行到父进程的while循环时，我们输入“baby you are beautiful”，由于此时子进程的读端已经关闭，我们再往写端写东西，内核直接发信号，挂掉我们的程序。即输入“baby you are beautiful”后，程序直接退出。

程序运行结果2：

[purple@localhost test_class]$ ./a.out
parent : 3588
child : 3589
child exit !
parent bread while!

当程序执行到父进程的while循环时，我们输入 c+d，此时正常退出循环，接着执行下面的语句。