Question

我正在写一个处理管道的简单外壳。我有工作代码，但我不太明白它是如何工作的。这是一个修改过的代码片段，我需要帮助理解（我删除了错误检查以缩短它）：

int fd[2];
pipe(fd);

if (fork()) { /* parent code */
    close(fd[1]);
    dup2(fd[0], 0);

    /* call to execve() here */

} else { /* child code */
    close(fd[0]);
    dup2(fd[1], 1);
}

我已经猜到了我的问题，但这就是他们的全部 - 猜测。以下是我的问题：

阻止在哪里执行？在我看过的所有示例代码中，read()和write()都提供了阻止功能，但我并不需要在此处使用它们。我只是将STDIN复制到指向管道读取端，而STDOUT指向管道的写入端。我正在猜测的是，STDIN在执行dup2(fd[0], 0)后正在进行阻塞。它是否正确？
根据我的理解，每个正在运行的进程都有一个描述符表，指向文件表中的打开文件。当进程重定向STDIN，STDOUT或STDERR时会发生什么？这些文件描述符是否在所有进程中共享＆＃39;描述符表？或者每个过程都有副本吗？重定向一个导致更改会反映在所有这些中吗？
致电pipe()然后再拨打fork()后，有4＆＃34;结束＆＃34;管道打开：父节点访问的读取和写入结束以及子节点访问的读取和写入结束。在我的代码中，我关闭了父的写结束和孩子的阅读结束。但是，在我完成管道后，我不会关闭剩余的两端。代码工作正常，所以我假设某种隐式结束已完成，但这些都是猜测工作。我是否应该添加显式调用来关闭剩下的两个端点，比如这个？
```
int fd[2];
pipe(fd);

if (fork()) { /* parent code */
    close(fd[1]);
    dup2(fd[0], 0);

    /* call to execve() here */

    close(fd[0]);

} else { /* child code */
    close(fd[0]);
    dup2(fd[1], 1);
    close(fd[1]);
}
```
这是一个关于管道工艺如何运作的概念性问题。管道的读取端（由文件句柄fd[0]引用）和管道的写入端（由文件句柄fd[1]引用）。管道本身只是一个由字节流表示的抽象。文件句柄代表打开的文件，对吗？那么这是否意味着在系统的某个地方，有一个文件（由fd[1]指向），它包含我们想要写入管道的所有信息？在通过字节流推送信息之后，有一个文件（由fd[0]指向），它也写入了所有信息，从而创建了一个管道的抽象？

Answer 1

您提供的代码中没有任何内容。 fork，dup2和close都会立即运行。代码不会在您打印的行中的任何位置暂停执行。如果您正在观察任何等待或挂起，则会在您的代码中的其他位置（例如，在致电waitpid或select或read时）。
每个进程都有自己的文件描述符表。文件对象在所有进程之间是全局的（文件系统中的文件可能多次打开，不同的文件对象代表它），但文件描述符是每个进程，这是每个进程引用文件对象的一种方式。所以像“1”或“2”这样的文件描述符只对你的过程有意义 - “文件号1”和“文件号2”可能意味着与另一个进程不同。但是进程可能引用相同的文件对象（尽管每个进程可能有不同的数字）。

因此，从技术上讲，这就是为什么你可以在文件描述符上设置两组标志，进程之间不共享的文件描述符标志（F_CLOEXEC），以及共享的文件对象标志（如O_NONBLOCK）甚至在流程之间。

除非你像stdin / stdout / stderr（罕见）上的freopen那样奇怪，否则它们只是fds 0,1,2的同义词。如果要编写原始字节，请使用文件描述符编号调用write;如果你想写漂亮的字符串，用stdin / stdout / stderr调用fprintf - 它们会去同一个地方。
没有隐式关闭，你只是逃避它。是的，你应该在完成它们时关闭文件描述符 - 从技术上讲，我只是为了确保编写if (fd[0] != 0) close(fd[0]);！
不，没有写入磁盘的内容。它是一个内存支持的文件，这意味着缓冲区不会存储在任何地方。当您写入磁盘上的“常规”文件时，内核将写入的数据存储在缓冲区中，然后尽快传递给磁盘进行提交。当您写入管道时，它会转到内核管理的缓冲区，但它通常不会进入磁盘。它只是坐在那里直到它被管道的读取端读取，此时内核丢弃它而不是保存它。

管道具有读写结束，因此写入的数据总是在缓冲区的末尾，并且读出的数据从缓冲区的头部获取然后被移除。因此，对流动有一个严格的排序，就像物理管道一样：一端的水滴首先从另一端出来。如果远端的水龙头关闭（过程未读取），则无法将更多数据推送（写入）到管道的末端。如果没有写入数据并且管道清空，则必须等待读取，直到有更多数据通过。

Answer 2

首先，您通常在子进程中调用execve或其中一个姐妹调用，而不是父进程。请记住，父母知道孩子是谁，反之则不然。

管道下面实际上是一个由操作系统处理的缓冲区，这样可以保证在缓冲区已满时尝试写入它会阻塞，如果没有任何内容可读，则阻止读取阻塞。这就是您遇到阻碍的地方。

在过去的好日子里，当缓冲区较小且计算机速度很慢时，您实际上可以依赖于间歇性唤醒的读取过程，即使对于少量数据，例如大约数十千字节。现在，在许多情况下，阅读过程一次性获得输入。

澄清管道（）和dup2（）如何在C中工作

2 个答案: