管道系统调用和读/写到标准输入/输出的区别

Question

管道将一个进程的标准输出连接到另一个进程的标准输入：https://superuser.com/a/277327

这是一个从标准输入获取输入并打印的简单程序：

int main( ) {
   char str[100];
   gets( str );
   puts( str );
   return 0;
}

我可以使用 unix 管道来传递来自另一个进程的输入：

echo "hi" | ./a.out 

我的问题是，上面的简单代码和使用pipe() 系统调用有什么区别？系统调用本质上是否在不写入终端的情况下完成相同的工作？有关管道的更多信息：https://tldp.org/LDP/lpg/node11.html

Answer 1

pipe() 系统调用允许您为允许通过多个进程流式传输字节的通道（管道）获取文件描述符（一个用于读取，一个用于写入）。这是一个示例，其中父进程创建了一个管道，并且它的子进程写入它以便父进程可以从中读取：

int main() {
    int fd[2];
    pipe(fd);
    int pid = fork();
    if (pid == 0) { // Child:
        close(fd[0]); // Close reading descriptor as it's not needed
        write(fd[1], "Hello", 5);
    } else { // Parent:
        char buf[5];
        close(fd[1]); // Close writing descriptor as it's not needed
        read(fd[0], buf, 5); // Read the data sent by the child through the pipe
        write(1, buf, 5); // print the data that's been read to stdout
    }
}

当 shell 遇到管道 (|) 运算符时，它会使用 pipe() 系统调用，但还会执行其他操作，以便将左操作数的标准输出和右操作数的标准输入重定向到管道。下面是 shell 对命令 echo "hi" | ./a.out 执行操作的简化示例（请记住，在复制文件描述符时，它会复制到进程的打开文件结构中可用的第一个索引）：

int main() {
    int fd[2];
    pipe(fd);
    int pid_echo = fork();
    if (pid_echo == 0) {
        // Close reading descriptor as it's not needed
        close(fd[0]);
        // Close standard output
        close(1);
        // Replace standard output with the pipe by duplicating its writing descriptor
        dup(fd[1]);
        // Execute echo;
        // now when echo prints to stdout it will actually print to the pipe
        // because now file descriptor 1 belongs to the pipe
        execlp("echo", "echo", "hi", (char*)NULL);
        exit(-1);
    }
    int pid_aout = fork();
    if (pid_aout == 0) {
        // Close standard input
        close(0);
        // Replace standard input with the pipe by duplicating its reading descriptor
        dup(fd[0]);
        // Execute a.out;
        // Now when a.out reads from stdin it will actually read from the pipe
        // because now file descriptor 0 belongs to the pipe
        execl("./a.out", "./a.out", (char*)NULL);
        exit(-1);
    }
}

Answer 2

管道是一种利用 I/O 重定向的进程间通信机制。但是，管道并不参与所有 I/O 重定向。

由于子进程可能会从其父进程继承文件描述符，因此父进程可能会更改子进程的标准流指向的文件，而子进程并不知道。这是 I/O 重定向。