在前面一篇文章《shell管道重定向程序的实现》里面已经大致讲过管道重定向的实现。例如ls | sort 或者ls -l | less等命令,都是可以通过管道重定向来实现的,管道就可以看作2个进程之间的缓冲区,允许2个进程以不同的速度进行读写操作,而read和write的阻塞性本质有效的同步了进程。
 
这里省略代码(可参见《shell管道重定向程序的实现》)。对照流程图-1几个关键步骤,结合近期所提到的“文件描述符表”等知识,用图2-4来表示ls-l| more的过程。
                                                 图 1
 
『1』pipe()创建管道、fork()创建子进程
                                                图 2
这里,0-1-2分别表示标准输入,标准输出,标准错误。先创建管道,再由fork创建子进程,这里子进程是完全继承父进程的文件描述符表。
 
『2』父进程和子进程分别执行dup2()
                                                图 3
重定向以后,父进程的标准输入来自管道,子进程的标准输出到管道。也就是将父进程的文件描述符[3]处的指针拷贝到[0]对应的条目处;将子进程的文件描述符4处的指针拷贝到[1]对应的条目处。
 
『3』各自调用close以后
                                        图 4
 
调用close()关闭文件描述符,相当于删除文件描述符表的对应条目。
这里,close(fd[0])和close(fd[1])的操作是不可以省略的:执行了2个 close以后,参见图4,只有子进程的ls -l才会像管道写数据,最终子进程终止,父进程会检测到文件结束;否则如果省略到close(),按照图3所示,子进程终止以后,父进程的文件描述符[4]仍然是为管道的写操作打开着,父进程将陷入无限期的阻塞,等待数据的写入。