linux -- 管道和重定向

一、管道和重定向命令

1.1、管道命令 |

前一个命令的输出作为后一个命令的输入
可以叠加

 $ ps -u$ ps -u | grep pts$ ps -u | grep pts | grep pts/0

1.2、重定向命令 < , > , >>

输入： <
输出： >

追加的方式输入： >>

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[]) {//从标准输入中获取char str[1024];scanf("%s",str);//往标准输出中打印argc argvprintf("argc = %d\n",argc);for(int i = 0;i<argc;i++){fprintf( stdout, "%s\n", argv[i]);}printf("%s\n",str);//往标准错误中打印fprintf(stderr,"this is stderr\n");return 0;
}

#不重定向
$ ./test
#重定向 执行后不会打印出来，不用再输入参数
$ ./test01 0<in.txt 1>out.txt 2>err.txt#以追加的方式重定向，不会清空原文件
$ ./test01 2>>err.txt
#要将文本输入到标准输入 只能用 0<xxx.txt
:<<annotation标准输入 stdin 0标准输出 stdout 1标准错误 stderr 2
annotation

结论

重定向由shell实现
重定向符号和重定向文件不是参数

二、重定向编程

2.1、close then open

1、先关闭标准输出的文件描述符
2、再打开一个文件
3、这个文件的文件描述符就变成了1，从而实现重定向功能

每次获取文件描述符，系统总会分配最小且可用的描述符
适用于有文件名的情况

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc,char *argv[]) {//输出到标准输出char buf[]  = "1234567890\n";write(1,buf, sizeof(buf) - 1 );//sizeof会计算  \0//关闭标准输出，重定向到指定文件close(1);int fd = open("./out.txt",O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC,666);if(fd < 0){perror("open");exit(-1);}write(1,buf, sizeof(buf) - 1 );close(fd);return 0;
}

2.2、dup函数

#include <unistd.h>int dup(int oldfd);
int dup2(int oldfd, int newfd);

功能

复制一个文件描述符

参数说明
oldfd 要复制的文件描述符
newfd 复制后得到的文件描述符

返回值
-1 出错
> -1 新的文件描述符

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc,char *argv[]) {int fd = open("./out.txt",O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC,666);if(fd<0){perror("open");exit(-1);}//输出到标准输出char buf[]  = "hello\n";write(1,buf, sizeof(buf) - 1 );//sizeof会计算  \0//关闭标准输出，重定向到指定fd 方法1close(1);int newfd = dup(fd);if(newfd != 1){perror("dup");exit(-1);}close(fd);write(1,buf, sizeof(buf) - 1 );close(newfd);//关闭标准输出，重定向到指定fd 方法2
//    dup2(fd,1);
//    if(fd != 1){//        perror("dup2");
//        exit(-1);
//    }
//    write(1,buf, sizeof(buf) - 1 );
//    close(fd);return 0;
}

补充
1、如果只能拿到要重定向的文件的文件描述符，可用此方法
2、dup会申请一个新的文件描述符，同样是在最小可用当中去找
3、新的文件描述符和旧的一样，指向同样的文件
4、 dup2(int oldfd, int newfd) 如果newfd存在，则会先被关闭

三、管道编程

3.1、匿名管道（单工）

 #include <unistd.h>int pipe(int pfd[2]); //man 手册是 pipefd，我简写成 pfd;

参数说明
pfd 存放管道两端文件描述符的数组
pfd[0] 存放读端的描述符
pfd[1]存放写端的描述符

返回值
-1 错误
0 成功

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <wait.h>
#include <string.h>int main() {int pfd[2];pid_t pid;char buf[] ="1234567890";if(pipe(pfd) == -1){perror("pipe");exit(-1);}pid = fork();if(pid<0){perror("fork");exit(-1);}else if(pid == 0){close(pfd[1]);memset(buf,0, sizeof(buf));read(pfd[0],buf, sizeof(buf) - 1 );printf("子进程接收 :  %s\n",buf);close(pfd[0]);exit(0);}else{close(pfd[0]);write(pfd[1], buf, sizeof(buf) - 1);printf("父进程发送 : %s \n",buf);close(pfd[1]);wait(NULL);exit(0);}
}

补充

pipe创建的是匿名管道，实质是一个队列写时入队，读时出队
一般先创建管道后再创建子进程
匿名管道只能单向通信来保证准确性
只有有亲缘关系的进程才能用匿名管道通信
进程读操作
若管道中无数据，则会被阻塞，直到有数据写入
当所有进程都关闭了写端，此时read就会返回0
进程写操作
若管道已满，则会被阻塞
如果所有进程关闭了读端，此时写操作会出现段错误

3.2、命名管道

创建管道文件命令

#创建一个名为 fifo 的命名管道文件
$ mknod fifo p

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

功能
创建命名管道文件

参数
pathname 要创建的文件名
mode 文件权限

返回值
0 成功
-1 失败

    mkfifo("fifo",0644);int fd = open("fifo",O_RDWR);

补充
1、命名管道可以实现任意两个进程间的通信
2、管道是特殊类型的文件，实质也是队列，不能用lseek函数
3、读时若管道为空也会被阻塞，

3.3、popen

#include <stdio.h>FILE *popen(const char *command, const char *type);
int pclose(FILE *stream);

功能
通过创建管道、fork和调用shell来打开进程

参数
command：要执行的命令或程序 (实际是打开了子进程)
type：分为 ‘r’和‘w’
r 表示读取command 的输出
w 表示写到command 的输入

先写个hello

#include <stdio.h>int main() {char buf[12] = {'\0'};fgets(buf, sizeof(buf),stdin);printf("%s\n",buf);
}

test程序

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>int main() {FILE *fp = popen("./hello","w");int fd = fileno(fp);char buf[] = "hello world";write(fd,buf, sizeof(buf) - 1);wait(NULL);close(fd);pclose(fp);return 0;
}

执行test

四、综合应用

shell 命令

$ ls -l / | grep lib

代码实现

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>
//为了方便，没写出错处理
int main() {//fork一个子进程执行 ls -l / 并拿到输出结果FILE *fp = popen("ls -l /","r");int fd = fileno(fp);//重定向到标准输入dup2(fd,0);wait(NULL);close(fd);pclose(fp);char* argv[] = {"grep","lib",NULL};execvp("grep",argv);
}

笔记来源：mooc

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目录

一、管道和重定向命令

1.1、管道命令 |

1.2、重定向命令 < , > , >>

二、重定向编程

2.1、close then open

2.2、dup函数

三、管道编程

3.1、匿名管道（单工）

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3.3、popen

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