C++ 中的子进程命令答案

【问题标题】：Subprocess commands in C++C++ 中的子进程命令
【发布时间】：2014-06-13 08:36:11
【问题描述】：

我有两个 C++ 程序：Program1 和 Program2。我想要做的是让 Program1 运行它的算法来计算它需要的任何东西，然后将所有计算出的信息传递到 Program2 中，让它使用 Program1 的输出运行它的算法。

如果我可以直接通过管道传输信息并关闭 Program1 而不必等待 Program2 先完成，那就太好了。类似于 python 中的subprocess.call()。

【问题讨论】：

您可能会发现highscore.de/boost/process 很有用。虽然不能说太多，但我从未使用过它。如果解决方案不必是可移植的，那么旧的fork（甚至system）可能会这样做。
您可能会觉得有用的函数是：fork、exec、dup2、write、read。
使用popen(3)，听起来它会满足您的需求。它比pipe/fork/dup2/exec 组合更容易使用。
你想模拟shell管道Program1 | Program2吗？这里Program1 可以在写完结果后立即退出。整个管道等待Program2 退出。您可以将管道放在后台，这样您就可以在同一个 shell 中运行其他命令，而无需等待 Program2 完成。你需要吗？

【解决方案1】：

要模拟subprocess.check_call("Program1 | Program2", shell=True) Python 调用，您可以使用system(3) in C：

/** $ gcc simple-pipe-system.c && ./a.out */
#include <stdlib.h>

int main(void) {
  return system("Program1 | Program2");
}

下面是如何使用低级 pipe(2)/fork(2)/execlp(2) in C 模拟 Program1 | Program2 管道以进行比较：

/** $ gcc simple-pipe.c && ./a.out */
#include <sys/types.h> /* pid_t */
#include <unistd.h>

int main(void) {
  int fd[2]; /* pipe ends */
  pid_t pid = -1;

  if (pipe(fd) == -1)
    Report_error_and_exit("pipe");

  if ((pid = fork()) == -1)
    Report_error_and_exit("fork");
  else if (pid == 0)  {
    /* child: run Program1, redirecting stdout to the pipe */
    is_child = 1;
    Close(fd[0]); /* close unused read end of the pipe */

    /* redirect stdout */
    Redirect(fd[1], STDOUT_FILENO);

    /* run Program1 with redirected stdout */
    execlp("Program1", "Program1", NULL);
    Report_error_and_exit("execlp");
  }

  /* parent: run Program2, redirecting stdin to the pipe */
  Close(fd[1]); /* close unused write end of the pipe */

  /* redirect stdin */
  Redirect(fd[0], STDIN_FILENO);
  /* run Program2 with redirected stdin */
  execlp("Program2", "Program2", NULL);
  Report_error_and_exit("execlp");
}

其中 Report_error_and_exit、Close、Redirect 可以定义为：

#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <unistd.h>

#define Close(FD) do {                                          \
    const int Close_fd = (FD);                                  \
    if (close(Close_fd) == -1)                                  \
      fprintf(stderr, "%s:%d: close(" #FD ") %d: %s\n",         \
          __FILE__, __LINE__, Close_fd, strerror(errno));       \
  }while(0)

#define Report_error_and_exit(msg) do {                       \
    fprintf(stderr, "%s:%d: %s: %s\n", __FILE__, __LINE__,    \
        (msg), strerror(errno));                              \
    (is_child ? _exit : exit)(EXIT_FAILURE);                  \
  } while(0)
static int is_child = 0;

#define Redirect(FROM, TO) do {            \
    const int from = (FROM);               \
    const int to = (TO);                   \
    if (from != to) {                      \
      if (dup2(from, to) == -1)            \
        Report_error_and_exit("dup2");     \
      else                                 \
        Close(from);                       \
    }                                      \
  } while(0)

【讨论】：

【解决方案2】：

你会想要按照以下方式做一些事情：

#include <unistd.h>

int main () {
  // Do stuff for program1
  int pipefds[2];
  if (pipe (pipefds))
    throw 1;
  // Use ``write'' to send binary data to pipefds[0]
  dup2 (pipefds[1], 0);
  execl (/* Put the program2 arguments you want here. */);
  return 1;
}

有了这个，你只需要让 program2 从标准输入中读取所有必要的数据，你就完成了。

【讨论】：

dup2 (pipefds[1], 0) 究竟做了什么...？