初识Linux/C语言编程，管道和重定向暨fork与execlp函数的理解

Linux中C语言的编程有两个Windows环境下根本无须考虑的问题，关于管道和重定向的概念。

fork函数是让程序创建一个跟自己一模一样的副本，就跟当下流行的很多网络游戏中副本的概念差不多，昨晚在练习的时候忽然感到，这玩意儿又有点像WEB 编程中的表单自提交。在同一个程序里面写两套方案，运行时让其中的一套（安排在fork>=1的分支结构中）调用来自自身代码文件中的另一套方案 （安排在fork==0分支结构）乍一看这跟管道根本就挨不着边，我一开始也是觉得这样，就像一个进程又去调用了一个进程一样，不过另外调用的进程又是本 身，大脑里一团浆糊一样。那么请看代码吧：

1. /**//*
2. ============================================================================
3. Name        : fork_example.c
4. Author      : newflypig
5. Version     :
6. Copyright   : Your copyright notice
7. Description : Hello World in C, Ansi-style
8. ============================================================================
9. */
10. #include <stdio.h>
11. #include <stdlib.h>
12. #include <sys/types.h>
13. #include <unistd.h>
14. #include <fcntl.h>
15. #include <sys/stat.h>
16. int main(void) ...{
17.     int i=1;
18.     printf("in the begining,the value=%d ",i);
19.     switch(fork())...{
20.     case -1:
21.         fprintf(stderr,"%s ","fork error");
22.         break;
23.     case 0:
24.         printf("child process start,at this time value=%d ",i);
25.         i++;
26.         printf("child process end,at this time value=%d ",i);
27.         break;
28.     default:
29.         printf("parent process: value=%d ",i);
30.     }
31.     return 0;
32. }

复制代码

运行结果是这样的：

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 以看到父进程首先设置i=1然后调用子进程，子进程一开始就有了父进程的i值，然后子进程在自己的基础上将i++了，子进程结束时输出了i=2。当程序返 回父进程时，子进程的改变并没有影响父进程中i的值，i依然为1。这个fork()的功能仅仅如此，有谁会想到让这个函数在Linux最具特色的管道机制 中大显伸手呢。

花开两朵，各表一枝。

下面看看重定向的概念：

先做一个演示程序：

1. /**//*
2. ============================================================================
3. Name        : execlp_example.c
4. Author      : newflypig
5. Version     :
6. Copyright   : Your copyright notice
7. Description : Hello World in C, Ansi-style
8. ============================================================================
9. */
10. #include <stdio.h>
11. #include <stdlib.h>
12. #include <sys/types.h>
13. #include <unistd.h>
14. #include <fcntl.h>
15. #include <sys/stat.h>
16. int main(void) ...{
17.     int filedes;
18.             if((filedes=open("dd.txt",O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR))<0)
19.         fprintf(stderr,"%s ","open file error");
20.     close(1);
21.     dup(filedes);
22.     close(filedes);
23.     execlp("ls","-l",(char * )0);
24.     return 0;
25. }

复制代码

这是一段输出重定向的程序，为了解释方便，首先了解一下Linux中标准输入输出文件，Linux中基本上所有的元素都可以理解为文件，包括文件夹，设备等。程序中，首先使用close(1)关闭标准输出端子,｛/*当然如果你想输入重定向的话可以关闭标准输入端子，它的序列是0；序列为3的端子是异常抛出端子，一般可以让此端子与输出设备保持一致。*/｝， 然后使用dup函数将main函数的第一步所创建的名为dd.txt的文件设置为此程序的输出设备。接着要关闭该文件的连接，释放资源锁以便让程序来对此 文件进行读写。最后一步调用execlp函数进行命令的执行，这里执行了一个ls的命令，让当前目录下的所有文件名输出，execlp函数是可变参数函 数，第一个参数需要设置系统环境变量中所能获取的命令文件，或者自己设置绝对路径的命令文件，最后一个参数必须设置为空，以便标记这个函数的参数已经设置 完成，中间的所有参数设置为第一个命令的参数，如此段程序其实是执行ls -l这个命令。这样就将输出信息不直接打印到终端而输出到dd.txt文本文件中，完成输出重定向。

回到管道的问题上来。

如果将 刚刚讲得重定向技术配合fork()进程产生函数，便可以实现管道的作用了。这里说一下思路，就不给具体代码了，也就是设置两个全局的文件变量，将子进程 的输出重定向到其中一个文件变量，因为是全局变量，这个文件变量就被子进程彻底修改了，然后将父进程的输入重定向到刚刚子进程的输出，以此来完成 Linux中的管道机制。

不知各位看观对本人关于Linux中的管道以及重定向问题的看法是否认同，昨晚就看这两个函数的API和源代码了。

综上所述，一个毋庸置疑的结论：Linux编程比Windows编程艰巨而有趣多了。以前从来不高兴碰C语言，认为C++和java此类OO语言才是最人性化，最舒服的编程语言，这次初探C，感受到是另一种源于代码和算法的舒服感。