第15章 進程間通行 15.4 協同進程

（1）什麼是協同進程？

當一個過濾程序既產生某個過濾程序的輸入，又讀取該過濾程序的輸出時，它就變成了協同進程。

（2）

協同進程一般在shell的後臺運行，其標準輸入和標準輸出經過管道鏈接到另外一個程序。

（3）popen所建立的進程與協同進程的區別。

popen只提供鏈接到另外一個進程的標準輸入或標準輸出的一個單向管道。

協同進程有鏈接到另外一個進程的兩個單向管道。

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（1）一個簡單的過濾程序（add2爲編譯後的可執行程序）

#include "apue.h"

int
main(void)
{
	int		n, int1, int2;
	char	line[MAXLINE];

	while ((n = read(STDIN_FILENO, line, MAXLINE)) > 0) {
		line[n] = 0;		/* null terminate */
		if (sscanf(line, "%d%d", &int1, &int2) == 2) {
			sprintf(line, "%d\n", int1 + int2);
			n = strlen(line);
			if (write(STDOUT_FILENO, line, n) != n)
				err_sys("write error");
		} else {
			if (write(STDOUT_FILENO, "invalid args\n", 13) != 13)
				err_sys("write error");
		}
	}
	exit(0);
}

（2）

程序經過底層I/O（UNIX系統調用）：read，write函數實現對標準輸入輸出的讀寫。（它們是不帶緩衝的I/O）<7>

若使用標準I/O函數fgets和printf代替，則此程序不工做。由於標準I/O庫對管道默認使用全緩衝。（標準I/O函數爲那些不帶緩衝I/O函數提供了一個帶緩衝的接口）

當add2從其標準輸入讀取而發生阻塞時，驅動程序從管道讀時也發生阻塞，因而產生了死鎖。

可經過setvbuf函數將標準輸入輸出改成行緩衝使程序正常工做。

若在其餘狀況下，沒法修改過濾程序，則只能經過其餘技術來時過濾程序正常工做。好比僞終端技術。

（3）

int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

int sprintf(char *str, const char *format, ...);

這兩個函數對字符串進行讀寫。

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（1）驅動過濾程序的程序。

#include "apue.h"

static void	sig_pipe(int);		/* our signal handler */

int
main(void)
{
	int		n, fd1[2], fd2[2];
	pid_t	pid;
	char	line[MAXLINE];

	if (signal(SIGPIPE, sig_pipe) == SIG_ERR)
		err_sys("signal error");

	if (pipe(fd1) < 0 || pipe(fd2) < 0)
		err_sys("pipe error");

	if ((pid = fork()) < 0) {
		err_sys("fork error");
	} else if (pid > 0) {							/* parent */
		close(fd1[0]);
		close(fd2[1]);

		while (fgets(line, MAXLINE, stdin) != NULL) {
			n = strlen(line);
			if (write(fd1[1], line, n) != n)
				err_sys("write error to pipe");
			if ((n = read(fd2[0], line, MAXLINE)) < 0)
				err_sys("read error from pipe");
			if (n == 0) {
				err_msg("child closed pipe");
				break;
			}
			line[n] = 0;	/* null terminate */
			if (fputs(line, stdout) == EOF)
				err_sys("fputs error");
		}

		if (ferror(stdin))
			err_sys("fgets error on stdin");
		exit(0);
	} else {									/* child */
		close(fd1[1]);
		close(fd2[0]);
		if (fd1[0] != STDIN_FILENO) {
			if (dup2(fd1[0], STDIN_FILENO) != STDIN_FILENO)
				err_sys("dup2 error to stdin");
			close(fd1[0]);
		}

		if (fd2[1] != STDOUT_FILENO) {
			if (dup2(fd2[1], STDOUT_FILENO) != STDOUT_FILENO)
				err_sys("dup2 error to stdout");
			close(fd2[1]);
		}
		if (execl("./add2", "add2", (char *)0) < 0)
			err_sys("execl error");
	}
	exit(0);
}

static void
sig_pipe(int signo)
{
	printf("SIGPIPE caught\n");
	exit(1);
}

（2）

1）註冊SIGPIPE的信號處理程序。

SIGPIPE信號在向沒有讀進程的管道寫時產生。

這個例子中，在等待輸入的時候殺死了協同進程，而後又輸入兩個數，則產生這個信號。

2）建立兩個管道。

3）建立子進程。

4）父子進程分別關閉不須要的管道。

5）父進程使用fgets和fputs讀寫標準輸入，用write和read讀寫管道。