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Python中使用PIPE操作Linux管道

更新時(shí)間：2015年02月04日 09:05:11 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了Python中使用PIPE操作Linux管道,本文先是講解了一些管道的知識(shí),然后給出示例代碼,需要的朋友可以參考下

Linux中進(jìn)程的通信方式有信號(hào)，管道，共享內(nèi)存，消息隊(duì)列socket等。其中管道是*nix系統(tǒng)進(jìn)程間通信的最古老形式，所有*nix都提供這種通信方式。管道是一種半雙工的通信機(jī)制，也就是說(shuō)，它只能一端用來(lái)讀，另外一端用來(lái)寫；另外，管道只能用來(lái)在具有公共祖先的兩個(gè)進(jìn)程之間通信。管道通信遵循先進(jìn)先出的原理，并且數(shù)據(jù)只能被讀取一次，當(dāng)此段數(shù)據(jù)被讀取后，馬上會(huì)從數(shù)據(jù)中消失，這一點(diǎn)很重要。

Linux上，創(chuàng)建管道使用pipe函數(shù)，當(dāng)它執(zhí)行后，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)文件描述符，分別為讀端和寫端。單個(gè)進(jìn)程中的管道幾乎沒有任何作用，通常會(huì)先調(diào)用pipe，然后調(diào)用fork，從而創(chuàng)建從父進(jìn)程到子進(jìn)程的IPC通道。

Linux中，我們經(jīng)常會(huì)使用到管道，例如用cat命令查看一個(gè)大文件時(shí)，一頁(yè)不能全部顯示，我們可以通過(guò)cat xxx | more來(lái)分頁(yè)顯示，又比如搜索文件里的內(nèi)容可以用 cat xxx | grep search來(lái)進(jìn)行，這里我們都用到了管道。接下來(lái)我會(huì)用python編寫一段自動(dòng)分頁(yè)顯示的程序，而不用手動(dòng)來(lái)使用管道。

#!/usr/bin/env python
import os,sys
if not sys.argv[1:]:
  print "No filename input"
  sys.exit(1)
try:
    fp = open(sys.argv[1],"r")
except IOError,msg:
  sys.exit(msg)
pi=os.pipe()
pid=os.fork()
if pid:
  #parent
  os.close(pi[0]) #close read pipe
  #write to pipe
  line=fp.readline()
  while line:
    os.write(pi[1],line)
    line=fp.readline()
  #close write pipe
  os.close(pi[1])
  #wait for chile
  os.waitpid(pid,0)
else:
  os.close(pi[1]) #close write pipe
  #put pipe read to stdin
  os.dup2(pi[0],sys.stdin.fileno())
  os.close(pi[0])
  os.execl("/bin/more","more")

把這段代碼存為scat.py，增加執(zhí)行權(quán)限之后，運(yùn)行 scat.py 文件名，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)讀取文件的內(nèi)容并分頁(yè)，與使用 cat 文件名 | more 的效果是一模一樣的。在上面的代碼中，用到了前幾篇博客中說(shuō)的fork，dup2和exec系列函數(shù)。

首先是程序創(chuàng)建了一個(gè)管道，系統(tǒng)fork之后，父進(jìn)程關(guān)閉其讀端，子進(jìn)程關(guān)閉其寫端，接下來(lái)父進(jìn)程讀取傳遞過(guò)來(lái)的文件名，并把內(nèi)容通過(guò)管道的寫入端口寫入管道里，然后關(guān)閉寫入端口，并等待子進(jìn)程的結(jié)束。子進(jìn)程在關(guān)閉寫入端口后，把讀取端口重定向到進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入，子進(jìn)程就能自動(dòng)接收到管道傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，最后用execl函數(shù)調(diào)用系統(tǒng)的more程序用來(lái)處理傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，這樣，就輕松實(shí)現(xiàn)的分頁(yè)的效果。

pipe是半雙工的通信機(jī)制，如果進(jìn)程間要使用全雙工的通信，可以創(chuàng)建兩條管道來(lái)達(dá)到全雙工的效果。另外，pipe匿名管道只能用來(lái)在擁有同一個(gè)父進(jìn)程的進(jìn)程間通信，*nix提供另外一個(gè)fifo（命名管道）可以讓任意的進(jìn)程之間實(shí)現(xiàn)通信，會(huì)在接下來(lái)的博客中來(lái)講。

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