13.3　将输出送往popen

看过捕获外部程序输出的例子后，我们再来看一个将输出发送到外部程序的示例程序popen2.c，它将数据通过管道送往另一个程序。我们在这里使用的是od（八进制输出）命令。

实　验　将输出送往外部程序

我们可以看到，下面这个程序popen2.c非常类似于前面的示例程序，唯一的不同是这个程序是将数据写入管道，而不是从管道中读取。

运行这个程序时，我们将看到如下所示的输出结果：

实验解析

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，我们可以用下面的命令得到同样的输出结果：

13.3.1　传递更多的数据

我们目前所使用的机制都只是将所有数据通过一次fread或fwrite调用来发送或接收。有时，我们可能希望能以块方式发送数据，或者我们根本就不知道输出数据的长度。为了避免定义一个非常大的缓冲区，我们可以用多个fread或fwrite调用来将数据分为几部分处理。

下面这个程序popen3.c通过管道读取所有数据。

实　验　通过管道读取大量数据

在这个程序中，我们从被调用的进程ps ax中读取数据。该进程输出的数据有多少事先无法知道，所以我们必须对管道进行多次读取。

为简洁起见，我们对程序的输出做了一些修改，如下所示：

实验解析

这个程序调用popen函数时使用了“r”参数，这与popen1.c程序的做法一样。这次，它连续从文件流中读取数据，直到没有数据可读为止。注意，虽然ps命令的执行要花费一些时间，但Linux会安排好进程间的调度，让两个程序在可以运行时继续运行。如果读进程popen3没有数据可读，它将被挂起直到有数据到达。如果写进程ps产生的输出超过了可用缓冲区的长度，它也会被挂起直到读进程读取了一些数据。

在本例中，你可能不会看到Reading：-信息的第二次出现。如果BUFSIZ的值超过了ps命令输出的长度，这种情况就会发生。一些（最新的）Linux系统将BUFSIZ设置为8 192或更大的数字。为了测试程序在读取多个输出数据块时能够正常工作，你可以尝试每次读取少于BUFSIZ个字符（比如BUFSIZE/10个字符）。

13.3.2　如何实现popen

请求popen调用运行一个程序时，它首先启动shell，即系统中的sh命令，然后将command字符串作为一个参数传递给它。这有两个效果，一个好，一个不太好。

在Linux（以及所有的类UNIX系统）中，所有的参数扩展都是由shell来完成的。所以，在启动程序之前先启动shell来分析命令字符串，就可以使各种shell扩展（如*.c所指的是哪些文件）在程序启动之前就全部完成。这个功能非常有用，它允许我们通过popen启动非常复杂的shell命令。而其他一些创建进程的函数（如execl）调用起来就复杂得多，因为调用进程必须自己去完成shell扩展。

使用shell的一个不太好的影响是，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调用将多启动两个进程。从节省系统资源的角度来看，popen函数的调用成本略高，而且对目标命令的调用比正常方式要慢一些。

我们用程序popen4.c来演示popen函数的行为。这个程序对所有popen示例程序的源文件的总行数进行统计，方法是用cat命令显示文件的内容并将输出通过管道传递给命令wc-l，由后者统计总行数。如果是在命令行上完成这一任务，我们可以使用如下命令：

事实上，输入命令wc -l popen*.c更简单而且更有效率，但我们是为了通过这个例子来演示popen函数的工作原理。

实　验　popen启动Shell

这个程序使用上面给出的命令，但是通过popen来读取命令输出的结果：

运行这个程序时，我们将看到如下所示的输出结果：

实验解析

这个程序显示，shell在启动后将popen*.c扩展为一个文件列表，列表中的文件名都以popen开头，以.c结尾，shell还处理了管道符（|）并将cat命令的输出传递给wc命令。我们在一个popen调用中启动了shell、cat程序和wc程序，并进行了一次输出重定向。而调用这些命令的程序只看到最终的输出结果。