在 C 中创建双向管道以使用一个管道进行读取和写入 (Linux)

Question

是否可以使用一个管道在进程之间进行读写？我的伪代码很像下面。我试过了，但它给了我一个错误，说“错误的文件描述符”。

create fd[2]
create pipe(fd)

parent:
     close fd[0]
     write something to fd[1]
     close fd[1]
     // wait for child's signal
     close fd[1]
     read the response fd[0]
     close fd[0]

child:
     close fd[1]
     read the pipe fd[0]
     close fd[0]

    // write an answer to the parent via the existing pipe
    // no need to close fd[0], since it's already closed
     write the answer fd[1]
     close fd[1]
     signal to the parent

非常感谢。

Answer 1

当您关闭文件描述符时，您将无法再使用它。
管道是单向的；在许多应用程序中，您只需决定 在您的两个进程之间，哪个是读者，哪个 一位将成为作家。
但是通过特定的同步，您可以交换这两个角色 正如您的示例中所建议的那样（请参阅下面的编辑）。

如果需要双向流，可以使用socketpair(PF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0, fd)。

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编辑，关于关闭不要太早

当您确定时，只需关闭管道的一端 您的流程将不再需要它。

只是不要期望在 同步信号，因为管道的另一端没有 关门了。

这个例子可能会有所帮助。

#!/usr/bin/env python

import sys
import os
import signal

fd=os.pipe()
p=os.fork()
if p==0:
  signal.signal(signal.SIGUSR1, lambda signum, frame: 0)
  os.write(fd[1], b'A')
  os.close(fd[1]) # I will never write again to this pipe
  signal.pause() # wait for the signal before trying to read
  b=os.read(fd[0], 1)
  os.close(fd[0]) # I will never read again from this pipe
  sys.stdout.write('child got <%s>\n'%b)
else:
  a=os.read(fd[0], 1)
  os.close(fd[0]) # I will never read again from this pipe
  sys.stdout.write('parent got <%s>\n'%a)
  os.kill(p, signal.SIGUSR1) # now the child is allowed to read
  os.write(fd[1], b'B')
  os.close(fd[1]) # I will never write again to this pipe
  os.wait()

Answer 2

是否可以使用一个管道在进程之间同时读写？

从技术上讲，是的，两个进程可以使用单个管道进行双向通信。管道本身没有特殊要求来启用此功能，但每个进程必须让每个管道端打开，只要他们想使用该端（与您的伪代码相反）。不过要明确一点：管道有一个写端和一个读端。对管道的所有写入都必须到写入端，并且所有读取都必须在读取端执行，但多个进程可以使用每一端。

但是以这种方式使实际的双向通信正常工作是非常棘手的，因为任何写入管道的数据都可以被任何打开读取端的进程读取，包括写入它的进程（尽管只有一个进程会实际读取每个字节），并且因为只要 any 进程打开写入端，就没有进程会在管道的读取端观察到文件结束信号。因此，要双向使用单个管道，您需要一些额外的 IPC 机制在通信进程之间进行调解，以确保每个进程都收到完整的消息，消息不会混合在一起，并且如果适用，每个进程只接收定向的消息给它。

为每对通信进程设置两个管道要容易得多，每个方向一个。