初識Linux/C語言編程，管道和重定向暨fork與execlp函數的理解

Linux中C語言的編程有兩個Windows環境下根本無須考慮的問題，關於管道和重定向的概念。

fork函數是讓程序創建一個跟自己一模一樣的副本，就跟當下流行的很多網絡遊戲中副本的概念差不多，昨晚在練習的時候忽然感到，這玩意兒又有點像WEB 編程中的表單自提交。在同一個程序裏面寫兩套方案，運行時讓其中的一套（安排在fork>=1的分支結構中）調用來自自身代碼文件中的另一套方案（安排在fork==0分支結構）乍一看這跟管道根本就挨不着邊，我一開始也是覺得這樣，就像一個進程又去調用了一個進程一樣，不過另外調用的進程又是本身，大腦裏一團漿糊一樣。那麼請看代碼吧：

/**//*
============================================================================
Name : fork_example.c
Author : newflypig
Version :
Copyright : Your copyright notice
Description : Hello World in C, Ansi-style
============================================================================
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
int main(void) ...{
int i=1;
printf("in the begining,the value=%d ",i);
switch(fork())...{
case -1:
fprintf(stderr,"%s ","fork error");
break;
case 0:
printf("child process start,at this time value=%d ",i);
i++;
printf("child process end,at this time value=%d ",i);
break;
default:
printf("parent process: value=%d ",i);
}
return 0;
}

複製代碼

運行結果是這樣的：

in the begining,the value=1
child process start,at this time value=1
child process end,at this time value=2
parent process: value=1

可以看到父進程首先設置i=1然後調用子進程，子進程一開始就有了父進程的i值，然後子進程在自己的基礎上將i++了，子進程結束時輸出了i=2。當程序返回父進程時，子進程的改變並沒有影響父進程中i的值，i依然爲1。這個fork()的功能僅僅如此，有誰會想到讓這個函數在Linux最具特色的管道機制中大顯伸手呢。

花開兩朵，各表一枝。

下面看看重定向的概念：

先做一個演示程序：

/**//*
============================================================================
Name : execlp_example.c
Author : newflypig
Version :
Copyright : Your copyright notice
Description : Hello World in C, Ansi-style
============================================================================
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
int main(void) ...{
int filedes;
if((filedes=open("dd.txt",O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR))<0)
fprintf(stderr,"%s ","open file error");
close(1);
dup(filedes);
close(filedes);
execlp("ls","-l",(char * )0);
return 0;
}

複製代碼

這是一段輸出重定向的程序，爲了解釋方便，首先了解一下Linux中標準輸入輸出文件，Linux中基本上所有的元素都可以理解爲文件，包括文件夾，設備等。程序中，首先使用close(1)關閉標準輸出端子,｛/*當然如果你想輸入重定向的話可以關閉標準輸入端子，它的序列是0；序列爲3的端子是異常拋出端子，一般可以讓此端子與輸出設備保持一致。*/｝，然後使用dup函數將main函數的第一步所創建的名爲dd.txt的文件設置爲此程序的輸出設備。接着要關閉該文件的連接，釋放資源鎖以便讓程序來對此文件進行讀寫。最後一步調用execlp函數進行命令的執行，這裏執行了一個ls的命令，讓當前目錄下的所有文件名輸出，execlp函數是可變參數函數，第一個參數需要設置系統環境變量中所能獲取的命令文件，或者自己設置絕對路徑的命令文件，最後一個參數必須設置爲空，以便標記這個函數的參數已經設置完成，中間的所有參數設置爲第一個命令的參數，如此段程序其實是執行ls -l這個命令。這樣就將輸出信息不直接打印到終端而輸出到dd.txt文本文件中，完成輸出重定向。

回到管道的問題上來。

如果將剛剛講得重定向技術配合fork()進程產生函數，便可以實現管道的作用了。這裏說一下思路，就不給具體代碼了，也就是設置兩個全局的文件變量，將子進程的輸出重定向到其中一個文件變量，因爲是全局變量，這個文件變量就被子進程徹底修改了，然後將父進程的輸入重定向到剛剛子進程的輸出，以此來完成 Linux中的管道機制。

不知各位看觀對本人關於Linux中的管道以及重定向問題的看法是否認同，昨晚就看這兩個函數的API和源代碼了。

綜上所述，一個毋庸置疑的結論：Linux編程比Windows編程艱鉅而有趣多了。以前從來不高興碰C語言，認爲C++和java此類OO語言纔是最人性化，最舒服的編程語言，這次初探C，感受到是另一種源於代碼和算法的舒服感。