给一个pipe的用法示例

以下是一些 Linux 管道（|）的用法示例，展示如何将多个命令组合使用：

示例 1：查找特定进程

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ps aux | grep nginx
  • 作用：列出所有进程，筛选出包含 nginx 的进程。
  • ps aux：显示所有进程的详细信息。
  • |：将 ps aux 的输出传递给 grep。
  • grep nginx：仅保留包含 nginx 的行。

示例 2：统计文件数量

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ls -l /var/log | wc -l
  • 作用：统计 /var/log 目录下的文件/文件夹数量。
  • ls -l：以长格式列出文件。
  • wc -l：统计输入的行数（即文件数量）。

示例 3：实时监控日志中的错误

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tail -f /var/log/syslog | grep "ERROR"
  • 作用：实时跟踪日志文件，仅显示包含 ERROR 的行。
  • tail -f：持续输出文件的新增内容。
  • grep "ERROR"：过滤出包含 ERROR 的行。

示例 4：分析磁盘空间占用

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du -sh /* | sort -rh | head -n 5
  • 作用：列出根目录下占用空间最大的前 5 个目录。
  • du -sh /*：统计根目录下所有子目录的大小（人类可读格式）。
  • sort -rh：按人类可读的数字逆序排序（如 10G > 1G）。
  • head -n 5：仅显示前 5 行结果。

示例 5：提取特定数据并计算

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cat access.log | awk '{print $1}' | sort | uniq -c | sort -nr
  • 作用：统计日志文件中访问量前几的 IP 地址。
  • cat access.log：读取日志文件。
  • awk '{print $1}'：提取第一列（假设为 IP 地址）。
  • sort：排序 IP。
  • uniq -c：统计每个 IP 出现的次数。
  • sort -nr：按次数降序排序。

示例 6：组合多个命令处理文本

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echo "Hello World! This is a test." | tr 'a-z' 'A-Z' | sed 's/ /_/g'
  • 输出：HELLO_WORLD!_THIS_IS_A_TEST.
  • echo：生成文本。
  • tr 'a-z' 'A-Z'：将所有字母转为大写。
  • sed 's/ /_/g'：将空格替换为下划线。

示例 7：处理命令输出中的错误

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ls /non_existent_dir 2>&1 | grep "No such file"
  • 作用：捕获 ls 的错误输出并筛选特定信息。
  • 2>&1：将标准错误（stderr）重定向到标准输出（stdout）。
  • grep：过滤出包含 No such file 的行。

管道的核心思想

通过 | 将前一个命令的标准输出传递给后一个命令的标准输入，实现多命令协作。常用于日志分析、文本处理、系统监控等场景。

写个pipe函数的用法示例

在 Linux 系统编程中，pipe 函数用于创建进程间通信（IPC）的管道。以下是一个使用 pipe 函数的 C 语言示例，展示父子进程通过管道通信的过程：

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#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    int pipe_fd[2]; // pipe_fd[0] 读端, pipe_fd[1] 写端
    char buffer[100];
    pid_t pid;

    // 1. 创建管道
    if (pipe(pipe_fd) == -1) {
        perror("pipe() failed");
        return 1;
    }

    // 2. 创建子进程
    pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork() failed");
        return 1;
    }

    if (pid == 0) { // 子进程：读取数据
        close(pipe_fd[1]); // 关闭写端（子进程不需要）

        read(pipe_fd[0], buffer, sizeof(buffer));
        printf("Child received: %s\n", buffer);

        close(pipe_fd[0]); // 关闭读端
        return 0;

    } else { // 父进程：写入数据
        close(pipe_fd[0]); // 关闭读端（父进程不需要）

        const char *msg = "Hello from parent!";
        write(pipe_fd[1], msg, strlen(msg) + 1); // +1 包含字符串结尾的 '\0'
        printf("Parent sent: %s\n", msg);

        close(pipe_fd[1]); // 关闭写端
        wait(NULL); // 等待子进程结束
    }

    return 0;
}

代码解析：

  1. 创建管道：

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    int pipe_fd[2];
    pipe(pipe_fd); // 成功返回 0，失败返回 -1
    • 创建两个文件描述符：pipe_fd[0]（读端）和 pipe_fd[1]（写端）。

  2. 父子进程通信：

    • 父进程关闭读端，向写端写入数据。
    • 子进程关闭写端，从读端读取数据。

  3. 关键操作：

    • write(pipe_fd[1], data, size)：向管道写入数据。
    • read(pipe_fd[0], buffer, size)：从管道读取数据。
    • 必须关闭未使用的文件描述符，否则可能导致阻塞。

输出结果：

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Parent sent: Hello from parent!
Child received: Hello from parent!

管道（pipe）的核心特性：

  1. 半双工通信：数据只能单向流动（父→子 或 子→父）。
  2. 内核缓冲区：数据暂存在内核的缓冲区中（默认大小通常为 64KB）。
  3. 进程关系：通常用于有亲缘关系的进程（如父子进程）。
  4. 文件描述符管理：需要显式关闭未使用的描述符，避免资源泄漏。

常见应用场景：

  • 实现 Shell 的管道符（如 cmd1 | cmd2）。
  • 进程间传递结构化数据。
  • 控制进程执行流程（如父进程向子进程发送命令）。