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C++中實(shí)現(xiàn)子進(jìn)程執(zhí)行和管道通信詳解

更新時(shí)間：2024年01月08日 09:14:20 作者：Silent_Blue_Sky

在這篇博客中,我們將深入探索如何在 C++ 程序中實(shí)現(xiàn)子進(jìn)程的創(chuàng)建與執(zhí)行,以及父子進(jìn)程間的管道通信,感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起學(xué)習(xí)一下

簡介

在這篇博客中，我們將深入探索如何在 C++ 程序中實(shí)現(xiàn)子進(jìn)程的創(chuàng)建與執(zhí)行，以及父子進(jìn)程間的管道通信。核心代碼提供了一個(gè)框架，用于接收用戶命令、創(chuàng)建子進(jìn)程并利用 execvp 系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行這些命令。此外，我們通過創(chuàng)建管道（pipe），展示了如何在父子進(jìn)程間安全地傳遞數(shù)據(jù)。

本文重點(diǎn)介紹 fork, pipe, 和 execvp 的使用方法，并解釋了如何將標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤從子進(jìn)程重定向到父進(jìn)程。這一過程涉及對 Unix 系統(tǒng)調(diào)用的深入理解，尤其是進(jìn)程間通信（IPC）的概念。我們的目標(biāo)是提供一個(gè)清晰的指南，幫助讀者理解和實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的進(jìn)程創(chuàng)建、執(zhí)行和通信機(jī)制。

該教程適合對操作系統(tǒng)、進(jìn)程管理以及 Unix/Linux 系統(tǒng)編程感興趣的讀者。無論是系統(tǒng)編程新手還是有經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)者，都可以通過這個(gè)實(shí)例加深對進(jìn)程間通信和命令行界面（CLI）應(yīng)用編程的理解。

exec相關(guān)

一共有六個(gè)分三組記憶

execlp -> execvp
execl -> execv
execle -> execve

這幾個(gè)函數(shù)的速記

記憶口訣如下：

0、exec是通用前綴

1、 p 代表第一個(gè)參數(shù)是file 也就是程序的名字比如 ls，如果名字沒帶p, 代表第一個(gè)參數(shù)是path, 比如 /bin/ls

2、 l 代表參數(shù)傳遞的是list, 參數(shù)是一個(gè)個(gè)傳遞的，最后一個(gè)參數(shù)為NULL

3、 v 代表argv，參數(shù)是用char* 數(shù)組傳遞的

4、 e 代表環(huán)境變量

execlp l->list,p-> file 參數(shù)就是(file, a1, a2, a3,..., NULL);
execvp v->argv,p->file. 參數(shù)就是file, aegv）
execl l->list,沒p -> path 參數(shù)就是(path, a1, a2, a3, ..., NULL);
execv v->argv,沒p->path 參數(shù)(path, argv);
execle l->list,沒p->path, e->env 參數(shù)(path, a0, a1, ..., NULL, env);
execve v->aegv,沒p->path, e->env 參數(shù)(path, argv, env);

實(shí)戰(zhàn)代碼

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <string>

bool isCommandSupport(std::string command) {
    if (command == "ls" || command == "pwd" || command == "ps" || command == "cat" || command == "grep" ||
        command == "wc" || command == "exit") {
        return true;
    }
    return false;
}

void childTask() {
    while (true) {
        // 獲得一整行輸入
        std::string line;
        size_t len = 0;
        std::getline(std::cin, line);
        // 進(jìn)行分割
        char *p = strtok((char *) line.c_str(), " ");
        char *argv[100];
        int argc = 0;
        while (p != NULL) {
            argv[argc++] = p;
            p = strtok(NULL, " ");
        }
        argv[argc] = NULL;
        if (argc == 0) {
            continue;
        }
        if (isCommandSupport(argv[0])) {
            if (strcmp(argv[0], "exit") == 0) {
                exit(0);
            }
        } else {
            printf("command not support\n");
            continue;
        }
        int pipefd[2];
        pid_t pid;
        char buf;
        if (pipe(pipefd) == -1) {
            perror("pipe");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        pid = fork();
        if (pid == -1) {
            perror("fork");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        if (pid == 0) {    /* 子進(jìn)程 */
            close(pipefd[0]);          // 關(guān)閉讀端
            dup2(pipefd[1], STDOUT_FILENO); // 將標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到管道寫端
            dup2(pipefd[1], STDERR_FILENO); // 將標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤也重定向到管道寫端
            close(pipefd[1]);          // 關(guān)閉原始寫端
            execvp(argv[0], argv);
            _exit(EXIT_FAILURE);
        } else {          /* 父進(jìn)程 */
            close(pipefd[1]);          // 關(guān)閉寫端
            while (read(pipefd[0], &buf, 1) > 0) {
                write(STDOUT_FILENO, &buf, 1);
            }
            close(pipefd[0]);          // 關(guān)閉讀端
            int status;
            waitpid(pid, &status, 0);
            if (WIFEXITED(status)) {
            } else if (WIFSIGNALED(status)) {
                printf("child terminated abnormally, signal %d\n", WTERMSIG(status));
            }
        }
    }
}

int main() {
   childTask();
}

到此這篇關(guān)于C++中實(shí)現(xiàn)子進(jìn)程執(zhí)行和管道通信詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++子進(jìn)程執(zhí)行和管道通信內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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