c - 不了解 PIPE 计划

Question

我对 PIPE 的了解是它用于单向通信，它有助于在两个相关进程之间进行通信。我从一本书中得到了下面的 PIPE 编程代码示例。我正在尝试使用 printf 理解代码并在代码的每一行之后打印出所有点。但我不明白程序是如何在每一行之后运行的。我的代码如下:

管道:

//using PIPE to communicate with a child process

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

/* Write COUNT copies of MESSAGE to filename, pausing for a second
 between each. */

void writer (const char* message, int count, FILE* filename)
{
    for (; count > 0 ; -- count) {
        printf("point 13\n");
        /* Write the message to the filename, and send it off immediately.*/
        fprintf (filename, "%s\n", message);
        printf("point 14\n");
        fflush (filename);
        printf("point 15\n");
        /* Snooze a while. */
        sleep (1);
    }
}


/* Read random strings from the filename as long as possible.
 */

void reader (FILE* filename)
{
    char buffer[1024];
    /* Read until we hit the end of the filename. fgets reads until
     either a newline or the end-of-FILE. */
    printf("point 16\n");
    while (!feof (filename) && !ferror (filename) && fgets (buffer, sizeof (buffer), filename) != NULL)
        fputs (buffer, stdout);
    printf("point 17\n");
}


int main ()
{
    int fds[2];
    pid_t pid;
    printf("point 1\n");

    /* Create a pipe. FILE descriptors for the two ends of the pipe are
     placed in fds. */
    pipe (fds);
    printf("point 2\n");
    /* Fork a child process. */
    pid = fork ();
    printf("point 3\n");

    if (pid == (pid_t) 0)
    {
        FILE* filename;
        printf("point 4\n");
        /* This is the child process. Close our copy of the write end of
         the FILE descriptor. */
        close (fds[1]);
        printf("point 5\n");
        /* Convert the read FILE descriptor to a FILE object, and read
         from it. */
        filename = fdopen (fds[0], "r");
        printf("point 6\n");
        reader (filename);
        printf("point 7\n");

        close (fds[0]);
        printf("point 8\n");
    }

    else 
    {
        /* This is the parent process. */
        FILE* filename;
        /* Close our copy of the read end of the FILE descriptor. */
        close (fds[0]);
        printf("point 9\n");
        /* Convert the write FILE descriptor to a FILE object, and write
         to it. */
        filename = fdopen (fds[1], "w");
        printf("point 10\n");
        writer ("I want to learn c programming!", 5, filename);
        printf("point 11\n");
        close (fds[1]);
        printf("point 12\n");
    }
    return 0;
}

我真的需要理解代码。如果我运行我的代码，那么我会在 Linux 终端中得到如下所示的输出，但我不确定为什么在第 3 点之后会出现第 9 点。在第 9 点之后，为什么是第 3、4、5、10 点。详细解释对我有帮助。

point 1
point 2
point 3
point 9
point 3
point 4
point 5
point 10
point 13
point 14
point 15
point 6
point 16
I want to learn c programming!
point 13
point 14
point 15
I want to learn c programming!
point 13
point 14
point 15
I want to learn c programming!
point 13
point 14
point 15
I want to learn c programming!
point 13
point 14
point 15
I want to learn c programming!
point 11
point 12
point 17
point 7
point 8

Answer 1

pipe(int[]) 函数返回一个大小为两个整数的数组。您需要了解此处的基本概念。管道可以像水管一样用于单向通信。您需要了解的一件事是管道在内部是一个文件。因此，当我们使用文件描述符从文件读取内容或向文件写入内容时，我们同样需要用于从管道读取/写入管道的描述符。现在在您的程序中，当执行 pipe(fds) 时，会创建一个管道并创建两个描述符用于读取和写入该管道。这些描述符是fds[0](读端)和fds[1](写端)。

现在，您需要了解这里的fork()，该函数通过复制现有进程创建了一个新进程(子进程)。调用 fork() 后，在子进程中立即执行 if，因为 fork 在子进程中返回 0，在父进程中 if 条件失败，因为 fork 返回父进程中子进程的pid，因此执行else。休息你可以观察你的代码。

在 if 中，您正在关闭 fds[1]，这将使您的子进程现在只读取管道的文件描述符，并且您正在关闭 fds [0] 在父级中，这将使您的父级只有管道的写入描述符。现在，您的 child 只能从管道读取，而 parent 只能从管道写入，您可以观察到父子之间的通信(父在写，子在读)。如果您想要反向通信，则需要创建一个新管道。因此，一根管道可以用于一个方向的通信。

现在，您只需了解父进程和子进程在 fork 之后将如何执行，就可以理解程序的其余部分。现在，无论哪个进程获得执行该进程的 CPU 时间，通过这种方式，您都可以交错执行子进程和父进程，从而得到上述输出。