在Linux C中将两个进程的标准输出重定向到另一个进程的标准输入

Question

我遇到了重定向多进程标准输出的问题。

假设我有进程 A，我在 A 中使用 fork()，然后得到进程 A 和 B。我在 B 中使用 fork()，最后得到进程 A、B 和 C。B 和 C 都在执行exec() 的其他程序。

现在，我尝试使用两个管道将 A 和 B 的标准输出重定向到 C 的标准输入。

#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<sty/types.h>
int main()
{
    int AtoC [2];
    pipe(AtoC);

    int fd1,fd2;
    fd1=fork();
    if(fd1>0)
    {
        /***In process A, I do the following steps: ***/
        close(AtoC[0]);
        dup2(AtoC[1], STDOUT_FILENO);
        /* program running in process A */
    }
    else
    {
        int BtoC [2];
        pipe(BtoC);
        fd2=fork();
        if(fd2>0)
        {
            /***In process B, I do the following steps: ***/
            close(AtoC[1]);
            close(BtoC[0]);
            dup2(BtoC[1], STDOUT_FILENO);
            /*** execute another program in process B using execl(); ***/
        }
        else
        {
            /*** In process C, I do the following steps: ***/
            close(AtoC[1]);
            close(BtoC[1]);
            dup2(AtoC[0],STDIN_FILENO);
            dup2(BtoC[0],STDIN_FILENO);
            /*** execute another different program in process C using execl(); ***/
        }
    }
}

现在，在这两个语句之后：

dup2(AtoC[0],STDIN_FILENO);
dup2(BtoC[0],STDIN_FILENO);

进程C的stdin最终重定向到BtoC[0]，也就是进程B的stdout，而进程A的stdin并没有传入进程C的stdin。

我的问题是是否有任何解决方案可以让我同时将进程 A 和 B 的标准输出重定向到进程 C 的标准输入。

另一个问题是，如果我还想在屏幕上打印进程 A 的标准输出，我该怎么办？我知道命令行中的命令tee。我尝试在进程A中使用对应的函数tee(int fd_in, int fd_out, size_t len, unsigned int flags)，但是我没有打印出进程A的stdout。

欢迎提出任何建议，谢谢。

Answer 1

我不确定这是一个好主意，但它是完全可行的。关键的观察是你只需要 one 管道。多个进程（具有共同的父进程）可以写入单个管道。但是，只能将一个文件描述符用作标准输入。在原始代码中，只有一个管道连接到 C 作为其标准输入（其他管道仍然连接，但主要是因为您没有关闭足够多的描述符）。

• 经验法则：如果您通过dup2()（或dup()）将管道的一端连接到标准输入或标准输出，则应关闭pipe() 返回的两个文件描述符。

试试这个代码的大小。我减少了树的密集度，删除了未使用的变量（没有使用fork() 返回的进程 ID），重命名管道，确保它在每个进程中正确关闭，并在进程 A 和 B 中提供了一些写入活动以及进程 C 中的一些读取活动来代替运行命令。我假设usleep()（微睡眠，睡眠时间以微秒表示）可用；如果没有，请尝试nanosleep()，但它的界面更复杂）。

#include <unistd.h>

int main(void)
{
    int ABtoC[2];
    pipe(ABtoC);

    if (fork() > 0)
    {
        // Process A
        close(ABtoC[0]);
        dup2(ABtoC[1], STDOUT_FILENO);
        close(ABtoC[1]);     // Close this too!
        // Process A writing to C
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            write(STDOUT_FILENO, "Hi\n", sizeof("Hi\n")-1);
            usleep(5000);
        }
    }
    else if (fork() > 0)
    {
        // Process B
        close(ABtoC[0]);
        dup2(ABtoC[1], STDOUT_FILENO);
        close(ABtoC[1]);
        // Process B writing to C
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            write(STDOUT_FILENO, "Lo\n", sizeof("Lo\n")-1);
            usleep(5000);
        }
    }
    else
    {
        char buffer[100];
        ssize_t nbytes;
        close(ABtoC[1]);
        dup2(ABtoC[0], STDIN_FILENO);
        close(ABtoC[0]);
        // Process C reading from both A and B
        while ((nbytes = read(STDIN_FILENO, buffer, sizeof(buffer))) > 0)
            write(STDOUT_FILENO, buffer, nbytes);
    }
    return(0);
}

在我的 Mac（Mac OS X 10.7.5，GCC 4.7.1）上运行的结尾：

Lo
Hi
Lo
Hi
Lo
Hi
Lo
Hi
Lo
Hi
Hi
Lo
Lo
Hi
Hi
Lo
Hi
Lo
Hi
Lo
Hi
Lo
Hi
Lo
Lo
Hi

Answer 2

跟进管道共享，您可能需要查看is-it-safe-to-pipe-the-output-of-several-parallel-processes。小写入没问题，但大数据可以交错=)

Answer 3

如何将两个输出管道末端重定向到一个输入管道末端。

我也不知道它是如何工作的，并等待操作的其他答案。但是，或者，您可以使用类似epoll 的异步 I/O。进程 A 不需要阻塞进程 B/C 的输出。数据可用时处理 A 读取。

我无法打印进程 A 的任何标准输出。

man页面有一个很好的例子，如何使用tee，仅供参考。

Answer 4

这是不可能的。关于管道的整个想法是它有两个端 - 一个连接到您的进程，比如进程 A，另一个属于另一个进程，比如 C。如果其他进程想要创建另一个管道，它也必须有 2 个端，并且不可能2端在一个孔中结束。

当你这样做时：

dup2(AtoC[0],STDIN_FILENO);
dup2(BtoC[0],STDIN_FILENO);

第二行有效地覆盖了第一行。 dup2(oldfd, newfd) 应该关闭 newfd 并使其有效地与 oldfd 相同。因此，第一行将其插入，但第二行将其拔出并插入不同的东西。