混淆 dup2()、exec() 和管道
Confusion with dup2(), exec() and pipes
我一直在努力理解涉及命令 dup2()、exec() 和管道的概念。
我想要实现的目标：
Pipe the output of a program X to the input of a program Y.
一些基本的东西，比如 who | sort
with a parent and 2 children, where the children are responsible for executing the programs and the parent passing the programs to the children.
以下是我对管道不理解的地方：
P1) 管道被视为文件并且应该是单向的，但是是什么阻止我将一个管道用于多个单向通信通道？
因此，假设我有 pipe1 和三个具有管道的进程（P - parent - C1、C2、children）通过分叉打开。所有这些进程都可以使用文件描述符。
假设我们做的一切都正确，关闭未使用的管道末端，P 现在向 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，一个想法打动了我：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，谁从中读取它是否存在问题，即系统无法确定谁想要读取写入其中的缓冲数据？如果是这样，这在系统中是如何实现的？
我真的很想理解这个概念，所以请多多包涵。
为了将这个问题应用到现实生活中，我正在处理一些伪代码：
P:
P 关闭 pipe1P 通过 pipe1C1
P 关闭写结束P等待children退出
C1:
C1从pipe1C1 dup2()s 标准输出到 pipe1C1 关闭 pipe1 的两端（因为我们已经欺骗了它）C1 execvp()程序 ('who')
C2:
C2 dup2()s 读取 pipe1 的末尾到 stdin 以便它获得将要执行的程序的输入 C2 关闭 pipe1C2 等待来自 duped pipe1C1 stdin 的输入
C2 execvp()s 程序 ('sort') 具有此输入
现在，如果我按照上面的描述去做，我就没有运气了。
但是，如果我引入另一个管道 pipe2 它看起来像这样：
P:
P 关闭不需要的管道 两端 pipe2P 关闭 pipe1P 通过 pipe1C1
P 关闭写结束P等待children退出
C1:
C1 关闭 pipe2C1从pipe1C1 dup2()s 标准输出到 pipe2C1 关闭 pipe2C1 关闭了 pipe1 的两端——pipe2、pipe1 在 childC1 execvp()程序 ('who')
C2:
C2 dup2()s 读取 pipe2 的结尾到 stdinC2 关闭 pipe1C2 等待来自 duped pipe2C1 stdin 的输入
C2 使用此输入sort
管道不应在多个进程中重复使用的假设是否正确，因为系统可能不确定要向谁"serve"？或者还有其他原因吗？
管道主要是为一对一的交流而设计的——一位作者，一位 reader。虽然没有什么可以阻止您拥有尽可能多的 readers 和 writer，但这种行为通常使它不太有用，尤其是对于多个 readers:
- 从管道读取是一种破坏性操作：通过管道发送的每个字节都将恰好被 reader 中的一个读取，无论谁先获取它。如果你想广播一些信息，你需要使用不同的 IPC 机制或显式复制数据（如
tee 命令）。
- 如果有多个写入者，他们的写入会以某种不可预测的方式穿插。唯一的保证是大小
PIPE_BUF 或更小的写入是原子的。
- 如果写入者数量降为零，reader 会看到文件结束条件。
在您所描述的体系结构中，您有两个独立的通信通道：P 将 who 发送到 C1，C1 将 运行 的输出 who 命令发送到 C2 .在 shell 脚本中，这类似于
echo who | { read command; exec command; } | sort
with echo who 在原始进程中执行而不是在子进程中执行shell。
你的第一个提议不可行，因为没有办法说 P 的输出将转到 C1，而 C1 的输出将转到 C2。它仍然是同一个管道，因此 P 的输出可以转到 C2，而 C1 的输出可以返回到它自己，也可以是混合。
我一直在努力理解涉及命令 dup2()、exec() 和管道的概念。
我想要实现的目标：
Pipe the output of a program X to the input of a program Y.
一些基本的东西，比如 who | sort
with a parent and 2 children, where the children are responsible for executing the programs and the parent passing the programs to the children.
以下是我对管道不理解的地方：
P1) 管道被视为文件并且应该是单向的，但是是什么阻止我将一个管道用于多个单向通信通道？
因此，假设我有 pipe1 和三个具有管道的进程（P - parent - C1、C2、children）通过分叉打开。所有这些进程都可以使用文件描述符。
假设我们做的一切都正确，关闭未使用的管道末端，P 现在向 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，一个想法打动了我：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，谁从中读取它是否存在问题，即系统无法确定谁想要读取写入其中的缓冲数据？如果是这样，这在系统中是如何实现的？
我真的很想理解这个概念，所以请多多包涵。
为了将这个问题应用到现实生活中，我正在处理一些伪代码：
P:
P关闭pipe1 不需要的读端
P通过pipe1 将程序参数 ('who') 发送到 P关闭写结束P等待children退出
C1
C1:
C1从pipe1的读端读取参数
C1dup2()s 标准输出到pipe1 的写入端
C1关闭pipe1的两端（因为我们已经欺骗了它）C1execvp()程序 ('who')
C2:
C2dup2()s 读取pipe1的末尾到stdin以便它获得将要执行的程序的输入C2关闭pipe1 的两端
C2等待来自dupedpipe1C2execvp()s 程序 ('sort') 具有此输入
C1 stdin 的输入
现在，如果我按照上面的描述去做，我就没有运气了。 但是，如果我引入另一个管道
pipe2 它看起来像这样：
P:
P关闭不需要的管道 两端pipe2P关闭pipe1 不需要的读端
P通过pipe1 将程序参数 ('who') 发送到 P关闭写结束P等待children退出
C1
C1:
C1关闭pipe2 的读取结束
C1从pipe1的读端读取参数
C1dup2()s 标准输出到pipe2 的写入端
C1关闭pipe2 的写结束
C1关闭了pipe1的两端——pipe2、pipe1在 child 中是多余的
C1execvp()程序 ('who')
C2:
C2dup2()s 读取pipe2的结尾到stdinC2关闭pipe1 的两端
C2等待来自dupedpipe2C2使用此输入 执行程序
C1 stdin 的输入
sort
管道不应在多个进程中重复使用的假设是否正确，因为系统可能不确定要向谁"serve"？或者还有其他原因吗？
管道主要是为一对一的交流而设计的——一位作者，一位 reader。虽然没有什么可以阻止您拥有尽可能多的 readers 和 writer，但这种行为通常使它不太有用，尤其是对于多个 readers:
- 从管道读取是一种破坏性操作：通过管道发送的每个字节都将恰好被 reader 中的一个读取，无论谁先获取它。如果你想广播一些信息，你需要使用不同的 IPC 机制或显式复制数据（如
tee命令）。 - 如果有多个写入者，他们的写入会以某种不可预测的方式穿插。唯一的保证是大小
PIPE_BUF或更小的写入是原子的。 - 如果写入者数量降为零，reader 会看到文件结束条件。
在您所描述的体系结构中，您有两个独立的通信通道：P 将 who 发送到 C1，C1 将 运行 的输出 who 命令发送到 C2 .在 shell 脚本中，这类似于
echo who | { read command; exec command; } | sort
with echo who 在原始进程中执行而不是在子进程中执行shell。
你的第一个提议不可行，因为没有办法说 P 的输出将转到 C1，而 C1 的输出将转到 C2。它仍然是同一个管道，因此 P 的输出可以转到 C2，而 C1 的输出可以返回到它自己，也可以是混合。