popen和pclose，简化与子进程的管道通信

Last Updated: 2023-05-24 09:15:03 Wednesday

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在Linux环境下创建一个子进程，通过pipe的方式与之通信，基本流程是：创建pipe；fork；dup2；exec；wait。

这套流程有些复杂，glibc提供popen和pclose这两个接口，可以在某些场景下替代这个复杂流程。

// popen, pclose - pipe stream to or from a process
// man 3 popen
#include <stdio.h>
FILE *popen(const char *command, const char *type);
int pclose(FILE *stream);

pipe，不管是否命名，都是单向的。popen接口的type只能填"r"，或者"w"。如果是读，popen创建的pipe连接子进程的stdout，read from。如果是写，连接子进程的stdin，write to。glibc2.9之后，type还可以是"e"，效果是给pipe设置FD_CLOEXEC。

不可以同时读和写，只有一根pipe。这是popen的一个限制。
子进程命令的执行，使用/bin/sh -c。

The command argument is a pointer to a null-terminated string containing a shell command line. This command is passed to /bin/sh using the -c flag; interpretation, if any, is performed by the shell.

从上面接口申明可以看出，popen返回一个普通标准的FILE指针，因此很多C标准库中的f开头的接口就都可以使用了（而单纯的pipe接口，返回的是fd的int值，没有封装），除了fclose，popen的子进程，必须要调用pclose来关闭。pclose内部会调用wait，避免僵尸进程，同时返回子进程的exit code。

下面是一段测试代码：

#include <stdio.h>


int main(void) {
    FILE *pf;

    if ((pf=popen("python3 -c 'import os;print(os.environ)'","r")) == NULL) {
        fprintf(stderr, "popen error.\n");
        return 1;
    }

    int c;
    while ((c=fgetc(pf)) != EOF)
        printf("%c", (unsigned char)c);

    pclose(pf);
    return 0;
}

下面是用"w"的方式使用popen接口的示例：

#include <stdio.h>


int main(void) {
    FILE *pf;
    char cmd[] = "python3 -c 'import sys; \
                              print(\"##\",sys.stdin.read())'";

    if ((pf=popen(cmd,"w")) == NULL) {
        fprintf(stderr, "popen error.\n");
        return 1;
    }

    fprintf(pf, "%s\n", "abcdefg3123123123");
    fprintf(pf, "%d", 123123);

    pclose(pf);
    return 0;
}

所有通过fprintf写到pipe中的数据，会被sys.stdin.read一口气读出来。

Python的subprocess.Popen，默认shell=False！

本文链接：https://cs.pynote.net/sf/linux/prog/202207201/

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