本文主要是介绍Linux函数popen/pclose学习，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
本文针对项目中用到的几个函数进行详细分析，并尽可能的添加示例进行验证学习。比如fcntl/ioctl函数、system/exec函数、popen/pclose函数、mmap函数等。 重点参考了《UNP》和《Linux程序设计》第四版。
一、概念
#include <stdio.h>
FILE * popen ( const char * command , const char * type );
int pclose ( FILE * stream );popen() 函数通过创建一个管道，调用 fork 产生一个子进程，执行一个 shell 以运行命令来开启一个进程。
- command 参数是一个指向以 NULL 结束的 shell 命令字符串的指针。这行命令将被传到 bin/sh 并使用-c 标志，shell 将执行这个命令。
- type 参数只能是读或者写中的一种，得到的返回值（标准 I/O 流）也具有和 type 相应的只读或只写类型。如果 type 是 “r” 则文件指针连接到 command 的标准输出；如果 type 是 “w” 则文件指针连接到 command 的标准输入。
- popen 的返回值是个标准 I/O 流，必须由 pclose 来终止，否则会产生僵尸子进程。pclose调用只在popen启动的进程结束后才返回。
- 当使用popen()时，不要屏蔽SIGCHLD信号，popen()使用fork()创建了子进程来运行所给的命令，需要通过此信号判断子进程是否已经退出。
核心：标准I/O函数库提供的popen函数，本质上是对无名管道的使用，它创建一个管道并启动另外一个进程，该进程要么从该管道读出标准输入，要么从该管道写入标准输出。popen在调用进程和指定命令之间创建一个管道。需要主要的使用该方法的缺点：指定命令将出错信息写到标准错误输出，而popen不对标准错误输出做任何处理，它仅仅重定向标准输出。
二、读写示例
1. 读取外部程序的输出
我们在程序中用popen访问uname命令给出的信息。命令uname -a的作用是打印系统信息，包括计算机型号、操作系统名称、版本和发行号、以及计算机网络名。
完成程序的初始化工作后，打开一个连接到uname命令的管道，把管道设置为可读方式并让read_fp指向该命令的输出。最后，关闭read_fp指向的管道。
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h> int main()
{ FILE *read_fp; char buf[1024]; int chars_read;memset(buf, '\0', sizeof(buf) );//初始化buf,以免后面写如乱码到文件中 read_fp = popen( "uname -a", "r" ); //将“uname -a”命令的输出通过管道读取（“r”参数）到FILE* stream if(read_fp != NULL){chars_read = fread( buf, sizeof(char), sizeof(buf), read_fp);//将数据流读取到buf中 if(chars_read >0)printf("my output:\n%s\n",buf);pclose( read_fp ); }return 0;
} 
2. 将输出送往外部程序
这里将数据写入管道，使用的额是od(八进制输出）的命令。
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h> int main()
{ FILE *write_fp; char buf[1024]; int chars_write;memset(buf, '\0', sizeof(buf) );//初始化buf,以免后面写如乱码到文件中sprintf(buf,"hello world...\n"); write_fp = popen( "od -c", "w" ); //通过管道(“w”参数)写入到FILE* stream if(write_fp != NULL){fwrite( buf, sizeof(char), sizeof(buf), write_fp); //将FILE* write_fp的数据流写入到buf中 pclose( write_fp ); }return 0;
} 程序使用带有参数“w”的popen启动od -c命令，这样就可以向该命令发送数据了。然后它给od -c命令发送一个字符串，该命令接收并处理它，最后把处理结果打印到自己的标准输出上。
在命令行上，我们可以使用下面命令得到同样的输出结果：
echo “hello world…\n” | od -c
三、返回值分析
和system调用类似，也需要考虑调用返回值。popen执行一个 shell 以运行命令来开启一个进程。pclose() 函数关闭标准 I/O 流，等待命令执行结束，然后返回 shell 的终止状态。如果 shell 不能被执行，则 pclose() 返回的终止状态与 shell 已执行 exit 一样。
这里重点参考一位博主的文章，首先要明确几点：
- pclose 失败返回 -1, 成功则返回 exit status, 同 system 类似，需要用 WIFEXITED, WEXITSTATUS 等获取命令返回值。
- 和 system 一样，SIGCHLD 依然会影响 popen，如果设置了SIGCHLD 则获取不到子进程的状态。
- 管道只能处理标准输出，不能处理标准错误输出。
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>int main(int argc, char* argv[])
{char cmd[1024];char line[1024];FILE* pipe;int rv;if (argc != 2){printf("Usage: %s <path>\n", argv[0]);return -1;}// pclose fail: No child processes//signal(SIGCHLD, SIG_IGN);snprintf(cmd, sizeof(cmd), "ls -l %s 2>/dev/null", argv[1]);pipe = popen(cmd, "r");if(NULL == pipe){printf("popen() failed: %s\n", cmd);return -1;}while(fgets(line, sizeof(line),pipe) != NULL){printf("%s", line);}rv = pclose(pipe);if (-1 == rv){printf("pclose() failed: %s\n", strerror(errno));return -1;}if (WIFEXITED(rv)){printf("subprocess exited, exit code: %d\n", WEXITSTATUS(rv));if (0 == WEXITSTATUS(rv)){// if command returning 0 means succeedprintf("command succeed\n");}else{if(127 == WEXITSTATUS(rv)){printf("command not found\n");return WEXITSTATUS(rv);}else{printf("command failed: %s\n", strerror(WEXITSTATUS(rv)));return WEXITSTATUS(rv);}}}else{printf("subprocess exit failed\n");return -1;}return 0;
}四、总结
总的来说，请求popen调用运行一个程序时，它首先启动shell，即系统的shell命令，然后将command字符串作为一个参数传递给它。这样就有了优缺点：
优点是：由于所有类Unix系统中参数扩展都是由shell完成的，所有它运行我们通过popen完成非常复杂的shell命令。而其他一些创建进程的函数（如execl）调用起来就复杂的多，因为调用进程必须自己完成shell扩展。
缺点是：针对每个popen调用，不仅要启动一个被请求的程序，还要启动一个shell,即每个popen调用将启动两个进程。从节省系统资源的角度来看，popen函数的调用成本略高，并且对目标命令的调用比正常方式慢一些（通过pipe改进）。
和system相比，system就是执行shell命令最后返回是否执行成功，popen执行命令并且通过管道和shell命令进行通信。
这篇关于Linux函数popen/pclose学习的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
