理解 pipe、fork 和 exec - C 编程

Question

我试图理解 C 语言中的 pipe、fork 和 exec，因此我尝试编写一个小程序，该程序接受一个输入字符串并在 2 个同时运行的子进程的帮助下将其打印出来。

由于代码太长，我将其发布在此链接中：https://pastebin.com/mNcRWkDg，我将用作参考。我还在底部发布了我的代码的简短版本

示例应该如何处理输入abcd：

> ./echo
abcd
result -> 
abcd

我正在通过getline() 输入并检查input_lengh 是否是偶数或可以分成偶数部分。如果它只是一个char，它只会打印出来。

如果它是例如abcd，即有4个input_length，它将在struct parts的帮助下将其分成两部分first_partab和second_partcd，如下所示：

struct parts p1; 
split(input, &p1);

然后我为第一个孩子设置pipe，为它设置fork，然后为第二个孩子设置相同的设置。我将第一个孩子output 重定向为父进程的输入，第二个孩子也是如此。让我们假设该部分按应有的方式工作。

然后我把它写到他们的子进程输入：

write(pipeEndsFirstChild2[1], p1.first_half,  strlen(p1.first_half));
write(pipeEndsSecondChild2[1], p1.second_half,  strlen(p1.second_half));

之后我用fdopen()打开他们的输出并用fgets()阅读它

最后我分配内存并连接两个结果：

char *result = malloc(strlen(readBufFirstChild) + strlen(readBufSecondChild));

strcat(result, readBufFirstChild);
strcat(result, readBufSecondChild);

我使用stderr 查看输出，因为stdout 被重定向，我得到的是：

>./echo 
abcd
result ->
cd
result ->
ab
result -> 
����

问题： 如何让子进程 1 先给我ab，然后再让第二个子给我cd，即如何确保子进程以正确的顺序运行？由于我只打印如何在进程之间保存ab 和cd 并将它们连接到父进程中以将它们输出到stdout？

如果我尝试：

 >./echo
 ab    
 result ->
 ab

一切都按预期工作，所以我想如果我必须像abcd 输入那样多次调用子进程，那么事情就会变得一团糟。为什么？

int main(int argc, char *argv[])
{
int status = 0; 
char *input;
input = getLine();
int input_length = strlen(input);

if((input_length/2)%2 == 1 && input_length > 2)
{
    usage("input must have even length");
}

if (input_length == 1)
{
    fprintf(stdout, "%s", input);
}else
{
    struct parts p1; 
    split(input, &p1);

    int pipeEndsFirstChild1[2];
    int pipeEndsFirstChild2[2];

    .
    .
    .
    pid_t pid1 = fork();
    redirectPipes(pid1, pipeEndsFirstChild1, pipeEndsFirstChild2);

    int pipeEndsSecondChild1[2];
    int pipeEndsSecondChild2[2];

    .
    .
    .
    pid_t pid2 = fork();
    redirectPipes(pid2, pipeEndsSecondChild1, pipeEndsSecondChild2);


    // write to 1st and 2nd child input
    write(pipeEndsFirstChild2[1], p1.first_half,  strlen(p1.first_half));
    write(pipeEndsSecondChild2[1], p1.second_half,  strlen(p1.second_half));

    .
    .
    .

    // open output fd of 1st child
    FILE *filePointer1 = fdopen(pipeEndsFirstChild1[0], "r");

    // put output into readBufFirstChild
    fgets(readBufFirstChild,sizeof(readBufFirstChild),filePointer1);

     // open output fd of 2nd child
    FILE *filePointer2 = fdopen(pipeEndsSecondChild1[0], "r");

    // open output fd of 2st child
    fgets(readBufSecondChild,sizeof(readBufSecondChild),filePointer2);

    //concat results
   char *result = malloc(strlen(readBufFirstChild) + 
   strlen(readBufSecondChild) + 1);
   strcpy(result, readBufFirstChild);
   strcat(result, readBufSecondChild);

    fprintf(stderr, "result ->\n%s\n", result);

    if(wait(&status) == -1){
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    exit(EXIT_SUCCESS);
 }
}

Answer 1

如果子进程都有可用的输入，则无法控制子进程的运行顺序。

在您的应用程序中解决此问题的方法是，在您阅读第一个孩子的回复之前，您不应该写第二个孩子。

write(pipeEndsFirstChild2[1], p1.first_half,  strlen(p1.first_half));
char readBufFirstChild[128];
FILE *filePointer1 = fdopen(pipeEndsFirstChild1[0], "r");
fgets(readBufFirstChild,sizeof(readBufFirstChild),filePointer1);

write(pipeEndsSecondChild2[1],  p1.second_half,  strlen(p1.second_half));
char readBufSecondChild[128];
FILE *filePointer2 = fdopen(pipeEndsSecondChild1[0], "r");
fgets(readBufSecondChild,sizeof(readBufSecondChild),filePointer2);

我省略了所有不必要的管道末端的错误检查和关闭。

您只需要这样做，因为每个进程都将其部分结果打印到stderr，因此您关心它们运行的​​顺序。通常你不应该关心它们产生的顺序，因为它们可以按任何顺序贡献最终结果的一部分。如果只有原始父进程显示结果，您的代码就可以了。