[Unix] 파이프

파이프

• 파이프
• 쉘 파이프 구현
• 파이프 함수
• 이름 있는 파이프

목표 

• 파이프의 개념과 원리에 대해 이해한다.
• 파이프를 이용해 부모 자식 간의 통신을 해본다.

파이프란?

• 파이프는 주로 액체(물) 수송에 많이 사용된다. 물이 들어가는 곳과 물이 나오는 곳이 정해져 있다.
  즉 한 방향 통신임을 추측할 수 있다
• 파이프는 프로세스 간의 데이터 통신에 사용된다.
• 파이프는 두 개의 파일 기술자를 가진다
• 하나의 파일 기술자는 쓰기용, 다른 하나는 읽기 용으로 읽는다.

파이프 사용해보기

• 파이프를 이용해 데이터를 읽고 데이터를 출력해보겠습니다.
  $ who | sort
  
  who로 입력된 데이터를 파이프에 넣은 다음 sort 명령어를 이용해 순차적으로 출력.

파이프를 사용한 부모 자식 간에 데이터 통신

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define MAXLINE 100

/* 파이프를 통해 자식에서 부모로 데이터를 보내는 프로그램 */
int main( )
{
    int n, length, fd[2];
    int pid;
    char message[MAXLINE], line[MAXLINE];

    pipe(fd);  /* 파이프 생성 */

    if ((pid = fork()) == 0) {   /* 자식 프로세스 */
        close(fd[0]);
        sprintf(message, "Hello Mr. Cho,,,\nfrom PID %d\n", getpid());
        printf("strlen = %d\n", strlen(message));
        length = strlen(message)+1;
        write(fd[1], message, length);
    } else {                      /* 부모 프로세스 */
        close(fd[1]);
        n = read(fd[0], line, MAXLINE);
        printf("n=%d\n", n);
        printf("[%d] %s", getpid(), line);
    }

    exit(0);
}

#include <unistd.h>
int pipe(int fd [2]);
파이프를 생성한다. 성공하면 0을 실패하면 -1을 리턴

• pipe(fd); // 파이프를 생성한다.
  생성하고 나면 fd [0]은 3, fd [4]는 4라는 값이 들어가게 된다.
  3, 4이 의미하는 것이 무엇일까? 현재 열린 파일을 의미한다. 4는 파이프를 가리킨다.
  우리는 파이프 또한 파일이라는 것을 추측할 수 있다. 
  그림으로 표현하면 아래 그림과 같다.
  
•  if ((pid = fork()) == 0)    // 자식 프로세스를 실행한다. 
  자식 프로세스는 부모 프로세스와 동일한 데이터 구조를 가진다
  따라서 아래 그림과 같이 된다.
  
• close(fd [0])
  fd [0]을 제거한다.
  
• write(fd [1], message, length); 
  fd [1]에 message 값을 쓴다. 즉 파이프라는 파일에 값을 저장한다.
• close(fd [1])
  부모 프로세스에서 파이프에 값을 쓰지 않기 때문에 제거한다.
  

출력 화면 

정리 및 느낀 점

• 파이프는 프로세스 간의 데이터 통신을 구현한다.
• 파이프는 입력, 출력 파일 기술자를 가지며, 파일이다.
• 부모와 자식 프로세스간의 통신을 해보았다.

참조 

• 창병모, 리눅스 프로그래밍, 생능출판사, 2014