c - 与dup2()，exec()和管道混淆

Question

我一直在努力理解命令dup2()、exec()和管道的概念。
我要达到的目标是：
将程序X的输出通过管道传送到程序Y的输入。
一些基本的东西，比如who | sort
有一个父级和两个子级，其中子级负责执行程序，父级将程序传递给子级。
以下是我对管道的一些不理解：
P1）管道被视为文件，应该是单向的，但是什么阻止了我将一个管道用于多个单向通信信道？
所以，假设我有pipe1和三个进程（P-父进程-C1，C2，子进程），它们通过分叉打开管道。所有这些进程都使用文件描述符。
假设我们做的一切都是正确的，关闭未使用的管端，P现在会向C1写入一些内容。再次使用管道在C1和C2之间进行通信有什么问题？
就在写这个问题的时候，我突然想到一个想法：当许多进程可能同时打开它（两个进程正在阻塞以获取读取）时，谁从中读取数据，即系统不能确定谁想读取写入其中的缓冲数据，这是否有问题？如果是，这是如何在系统中实现的？
我真的试着去理解这个概念，所以请容忍我。
要将这个问题应用到现实生活中，我要处理的是一些伪代码：
P:
P关闭不需要的读取结束
pipe1通过P向C1发送程序参数（'who'）
pipe1关闭写入端
等待孩子们离开
C1类：
P从 P的读取端读取参数
C1 pipe1s标准输出到 C1
dup2()关闭 pipe1的两端（因为我们已经欺骗了它）
C1 pipe1s程序（“谁”）
指挥2：
C1 execvp()s从 C2读取到 dup2()的结尾，以便获取将要执行的程序的输入
pipe1关闭 stdin的两端
C2在 pipe1ed C2中的 stdin上等待输入
有此输入的 C1 dups程序（'sort'）
现在，如果我按上面描述的那样做，我就没有运气了。
但是，如果我引入另一个管道，它看起来像这样：
P:
pipe1关闭不需要的管道的两端 C2
execvp()关闭不需要的读取结束
pipe2通过 P向 pipe2发送程序参数（'who'）
P关闭写入端
等待孩子们离开
C1类：
pipe1关闭读取结束
P从 C1的读取端读取参数
pipe1 Ps标准输出到 P
C1关闭 pipe2的写入端
C1关闭 pipe1的两端--此子项中有多余的
C1 dup2()s程序（“谁”）
指挥2：
pipe2 C1s读取结束 pipe2到 C1
pipe1关闭 pipe2的两端
pipe1在 C1ed execvp()中的 C2上等待输入
dup2()使用此输入执行程序
假设管道不应在多个进程中重用，因为系统可能不确定“为谁服务”，这一假设是否正确？或者有其他原因吗？

Answer 1

管道主要是为一对一的交流设计的——一个作者，一个读者。虽然没有什么可以阻止拥有尽可能多的读者和作者，但这种行为通常会使这一点变得不太有用，特别是对于多个读者：
从管道读取数据是一种破坏性操作：通过管道发送的每个字节都将被其中一个读卡器读取，无论谁先获取它。如果要广播某些信息，则需要使用不同的IPC机制或显式复制数据（如tee命令）。
如果有多个作家，他们的作品会以某种不可预知的方式穿插在一起。唯一的保证是大小小于或等于cc的写操作是原子的。
如果写入程序的数量降至零，则读取器将看到文件结束条件。
在您描述的体系结构中，有两个独立的通信通道：P向C1发送PIPE_BUF命令，C1向C2发送运行who命令的输出。在shell脚本中，这类似于

echo who | { read command; exec command; } | sort

在原始进程而不是子shell中执行 who。
你的第一个建议不起作用，因为没有办法说P的输出会转到C1，C1的输出会转到C2。它仍然是相同的管道，所以P的输出可以返回到C2，C1的输出可以返回到自身，也可以是一个混合物。