使用 C 编程语言创建“管道”可能比我们简单的 shell 示例要稍微复杂一些。 要在 C 中创建一个简单的管道，我们使用 pipe() 系统调用。 它接受一个参数，这是一个包含两个整数的数组，如果调用成功，该数组将包含两个新的文件描述符，用于管道。 创建管道后，进程通常会派生一个新进程（记住子进程会继承打开的文件描述符）。
SYSTEM CALL: pipe();
PROTOTYPE: int pipe( int fd[2] );
RETURNS: 0 on success
-1 on error: errno = EMFILE (no free descriptors)
EMFILE (system file table is full)
EFAULT (fd array is not valid)
NOTES: fd[0] is set up for reading, fd[1] is set up for writing
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
main()
{
int fd[2];
pipe(fd);
.
.
}
记住，在 C 语言中，数组名会退化为指向其第一个成员的指针。 如上所示，fd等价于&fd[0]。 一旦我们建立了管道，我们就会 fork 出新的子进程
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
main()
{
int fd[2];
pid_t childpid;
pipe(fd);
if((childpid = fork()) == -1)
{
perror("fork");
exit(1);
}
.
.
}
如果父进程想要从子进程接收数据，它应该关闭 fd1，而子进程应该关闭 fd0。 如果父进程想要向子进程发送数据，它应该关闭 fd0，而子进程应该关闭 fd1。 由于描述符在父进程和子进程之间共享，我们应该始终确保关闭我们不关心的管道末端。 从技术角度来看，如果不显式关闭管道的不必要端，则永远不会返回 EOF。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
main()
{
int fd[2];
pid_t childpid;
pipe(fd);
if((childpid = fork()) == -1)
{
perror("fork");
exit(1);
}
if(childpid == 0)
{
/* Child process closes up input side of pipe */
close(fd[0]);
}
else
{
/* Parent process closes up output side of pipe */
close(fd[1]);
}
.
.
}
如前所述，一旦管道建立，文件描述符可以像普通文件的描述符一样对待。
/*****************************************************************************
Excerpt from "Linux Programmer's Guide - Chapter 6"
(C)opyright 1994-1995, Scott Burkett
*****************************************************************************
MODULE: pipe.c
*****************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main(void)
{
int fd[2], nbytes;
pid_t childpid;
char string[] = "Hello, world!\n";
char readbuffer[80];
pipe(fd);
if((childpid = fork()) == -1)
{
perror("fork");
exit(1);
}
if(childpid == 0)
{
/* Child process closes up input side of pipe */
close(fd[0]);
/* Send "string" through the output side of pipe */
write(fd[1], string, (strlen(string)+1));
exit(0);
}
else
{
/* Parent process closes up output side of pipe */
close(fd[1]);
/* Read in a string from the pipe */
nbytes = read(fd[0], readbuffer, sizeof(readbuffer));
printf("Received string: %s", readbuffer);
}
return(0);
}
通常，子进程中的描述符会被复制到标准输入或输出。 然后子进程可以 exec() 另一个程序，该程序会继承标准流。 让我们看看 dup() 系统调用
SYSTEM CALL: dup();
PROTOTYPE: int dup( int oldfd );
RETURNS: new descriptor on success
-1 on error: errno = EBADF (oldfd is not a valid descriptor)
EBADF (newfd is out of range)
EMFILE (too many descriptors for the process)
NOTES: the old descriptor is not closed! Both may be used interchangeably
考虑以下情况
.
.
childpid = fork();
if(childpid == 0)
{
/* Close up standard input of the child */
close(0);
/* Duplicate the input side of pipe to stdin */
dup(fd[0]);
execlp("sort", "sort", NULL);
.
}
由于文件描述符 0 (stdin) 已被关闭，因此对 dup() 的调用将管道的输入描述符 (fd0) 复制到其标准输入。 然后我们调用 execlp()，用 sort 程序的文本段（代码）覆盖子进程的文本段（代码）。 由于新 exec 的程序会从其生成器继承标准流，因此它实际上继承了管道的输入端作为其标准输入！ 现在，原始父进程发送到管道的任何内容都会进入 sort 工具。
还有另一个系统调用 dup2()，也可以使用。 这个特殊的调用起源于 UNIX 的 Version 7，并在 BSD 版本中延续下来，现在是 POSIX 标准要求的。
SYSTEM CALL: dup2();
PROTOTYPE: int dup2( int oldfd, int newfd );
RETURNS: new descriptor on success
-1 on error: errno = EBADF (oldfd is not a valid descriptor)
EBADF (newfd is out of range)
EMFILE (too many descriptors for the process)
NOTES: the old descriptor is closed with dup2()!
考虑以下情况
.
.
childpid = fork();
if(childpid == 0)
{
/* Close stdin, duplicate the input side of pipe to stdin */
dup2(0, fd[0]);
execlp("sort", "sort", NULL);
.
.
}