使用pipe()系统调用连接两子进程标准IO的代码问题排查

思路正确性分析 #

你的核心思路没问题：父进程创建管道，先fork第一个子进程重定向标准输出到管道写端，再fork第二个子进程重定向标准输入到管道读端，实现进程间通信。但代码里有几个关键错误导致结果异常。

错误点与修复方案 #

1. 第二个子进程的管道端搞反了 #

你在第二个子进程里写的是：

dup2( pipe_name[1],STDIN_FILENO);

pipe_name[1]是管道的写端，但第二个子进程需要从管道读数据，得用管道的读端pipe_name[0]，正确代码：

dup2(pipe_name[0], STDIN_FILENO);

2. 缓冲区定义和read调用完全错了 #

• 你定义的char words;是单个字符，根本装不下要读的字符串，得改成数组：char words[1000];
• read的第二个参数需要是接收数据的指针，你直接传words（字符值）会导致非法内存访问，应该传数组名（本质是指针）
• 读取后要手动加字符串终止符\0，不然printf输出会乱码
• 你用printf("%d", words)是按整数输出，要输出字符串得用%s

修复后的读取代码：

char words[1000];
ssize_t bytes_read = read(STDIN_FILENO, words, sizeof(words) - 1);
if (bytes_read > 0) {
    words[bytes_read] = '\0'; // 加终止符
}
printf("My sibling says:\n    %s\n", words);

3. 管道无用端未关闭（规范操作） #

每个进程应该关掉不需要的管道端，避免管道引用计数不为0导致的异常：

• 第一个子进程用了写端，关掉读端close(pipe_name[0]);
• 第二个子进程用了读端，关掉写端close(pipe_name[1]);
• 父进程在fork完两个子进程后，关掉管道两端close(pipe_name[0]); close(pipe_name[1]);

修复后的完整代码 #

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char *argv[])
{   
    int pipe_name[2];
    printf("hello world (pid:%d)\n", (int) getpid());
    
    if(pipe(pipe_name) < 0){ 
        printf("mission failed! We'll gettem next time...\n");
        exit(1);
    } 

    int rc = fork();
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "fork failed\n");
        exit(1);
    } else if (rc == 0) {
        // 第一个子进程：重定向stdout到管道写端
        close(pipe_name[0]);
        dup2(pipe_name[1], STDOUT_FILENO);
        printf("hello, I am child (pid:%d)\n", (int) getpid());
        close(pipe_name[1]);
        exit(0);
    } else {
        wait(NULL);

        int rc2 = fork();
        if (rc2 < 0) {
            fprintf(stderr, "fork failed\n");
            exit(1);
        } else if (rc2 == 0) {
            // 第二个子进程：重定向stdin到管道读端
            close(pipe_name[1]);
            dup2(pipe_name[0], STDIN_FILENO);
            char words[1000];
            ssize_t bytes_read = read(STDIN_FILENO, words, sizeof(words) - 1);
            if (bytes_read > 0) {
                words[bytes_read] = '\0';
            }
            printf("My sibling says:\n    %s\n", words);
            close(pipe_name[0]);
            exit(0);
        } else { 
            // 父进程关闭管道两端
            close(pipe_name[0]);
            close(pipe_name[1]);
            wait(NULL);
            printf("hello, I am parent of %d (pid:%d)\n", rc2, (int) getpid());
        }
    }
    return 0;
}

修复后的预期输出 #

hello world (pid:xxxx)
hello, I am child (pid:xxxx)
My sibling says:
    hello, I am child (pid:xxxx)
hello, I am parent of xxxx (pid:xxxx)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Conan G.