写一个C语言程序，使用匿名管道实现父子进程通信。先将子进程输出的字符串结果，重定向到管道的写端，然后父进程检测这些字符串，一旦检测到stop，则使父进程kill掉子进程。

<think>我们有一个任务：编写C程序，使用匿名管道实现父子进程通信，并根据子进程发送的消息终止子进程。 要求：父进程创建子进程，通过匿名管道进行通信。子进程通过管道发送消息，当父进程接收到特定的消息（例如"stop"）时，父进程终止子进程。 步骤： 1. 创建匿名管道：使用pipe()函数。 2. 创建子进程：使用fork()函数。 3. 在子进程中： a. 关闭管道的读端（因为子进程只写）。 b. 将标准输出重定向到管道的写端（如果需要发送标准输出内容）？但是题目要求是发送消息，我们可以直接使用write()函数向管道写端写入数据。 c. 子进程循环发送消息，直到发送特定消息（比如"stop"）后，子进程自己停止？但题目要求是父进程根据消息终止子进程，所以子进程发送消息后并不立即停止，而是等待父进程终止它。 d. 注意：子进程在发送"stop"消息后，可以继续运行直到被父进程终止，或者也可以选择在发送后等待一段时间（但题目要求父进程终止它，所以子进程在发送后可以继续做其他事情，直到被父进程杀死）。 4. 在父进程中： a. 关闭管道的写端（因为父进程只读）。 b. 循环读取管道中的数据。 c. 当读取到特定消息（如"stop"）时，父进程使用kill()函数向子进程发送SIGKILL信号终止子进程。 d. 父进程回收子进程（使用wait或waitpid）。 但是注意：管道是字节流，没有消息边界，所以我们需要设计消息格式。这里为了简单，我们可以每次发送固定长度的消息，或者以换行符分隔。这里我们选择以换行符分隔，即每次发送一条消息，每条消息以换行符结束。 另一种方法是：子进程发送字符串，父进程读取到字符串后判断是否包含"stop"。但是注意，读取的数据可能不是完整的一行，所以我们需要在父进程中处理字节流，按行读取。 我们可以使用stdio库中的fdopen和fgets来按行读取，或者自己用缓冲区按行分割。 为了简化，我们使用read系统调用，并自己处理行分割（因为管道是字节流，可能一次读取不完整一行，也可能一次读取多行）。但考虑到简单性，我们假设消息比较短，可以一次读取一行？或者我们使用行缓冲。 另一种方法是：子进程每次写入一个固定大小的缓冲区，但这样不够灵活。 我们选择：子进程每次发送一条消息，以换行符结尾。父进程循环读取，每次读取一个字符直到遇到换行符，然后判断整行是否为"stop"。 但是，更高效的方式是使用缓冲区，但为了简单，我们假设消息很短。 设计： - 子进程发送多条消息，其中最后一条是"stop\n"。 - 父进程读取每一条消息并打印，当读取到"stop\n"时，父进程杀死子进程。 步骤详细： 1. 创建管道：int pipefd[2]; pipe(pipefd); 2. fork(): - 子进程： close(pipefd[0]); // 关闭读端 // 向管道写端写数据 write(pipefd[1], "message1\n", 10); sleep(1); write(pipefd[1], "message2\n", 10); sleep(1); write(pipefd[1], "stop\n", 5); // 然后子进程继续运行，直到被父进程杀死 while(1) { printf("Child is alive...\n"); sleep(1); } // 注意：在发送stop后，子进程进入死循环，父进程会杀死它 - 父进程： close(pipefd[1]); // 关闭写端 char buf[1024]; ssize_t n; while (1) { // 按行读取：这里我们简化，使用read逐字节读取直到换行 int i=0; char c; while ((n = read(pipefd[0], &c, 1)) > 0) { if (c == '\n') { buf[i] = '\0'; break; } buf[i++] = c; } if (n <= 0) break; // 出错或管道关闭 printf("Parent received: %s\n", buf); // 检查是否收到停止消息 if (strcmp(buf, "stop") == 0) { printf("Parent will kill child.\n"); kill(pid, SIGKILL); // 发送SIGKILL信号 break; } } // 回收子进程 waitpid(pid, NULL, 0); 但是，上述逐字节读取效率低，我们可以使用缓冲区和strchr来查找换行符，但为了简单，这里我们使用逐字节。 注意：子进程在发送stop后进入死循环，父进程在读取到stop后立即杀死子进程。 另外，为了防止父进程在读取过程中被子进程的其他消息阻塞，我们假设消息不会太长（小于缓冲区大小），并且每条消息以换行符结束。 但是，如果父进程在读取到完整一行之前就阻塞了怎么办？我们使用逐字节读取，每次读取一个字符，直到换行。这样确保每次只读取一行。 然而，更高效的方法是使用stdio的fopen和fgets，将管道读端转换为文件流。 修改父进程读取方式： FILE *fp = fdopen(pipefd[0], "r"); char buf[1024]; while (fgets(buf, sizeof(buf), fp) != NULL) { // 去掉换行符 buf[strcspn(buf, "\n")] = '\0'; printf("Parent received: %s\n", buf); if (strcmp(buf, "stop") == 0) { printf("Parent will kill child.\n"); kill(pid, SIGKILL); break; } } // 然后回收子进程 这样更简洁。 完整代码框架： 注意：在父进程中，关闭管道的写端后，将读端文件描述符转换为文件流。 步骤： 1. 创建管道 2. 创建子进程 3. 子进程：关闭读端，写消息，最后写"stop\n"，然后进入循环（模拟继续工作） 4. 父进程：关闭写端，将读端文件描述符转换为FILE*，使用fgets按行读取，当读取到"stop"时，杀死子进程，然后回收子进程。 注意：子进程在写管道时，如果父进程关闭了读端（比如父进程提前退出），子进程会收到SIGPIPE信号。但我们的逻辑是父进程一直读取直到收到stop，所以不会提前关闭。 另外，在父进程杀死子进程后，子进程终止，父进程需要回收。 代码实现： 注意错误处理。 我们写一个完整的程序。</think>以下是一个使用匿名管道实现父子进程通信的C语言程序，父进程根据子进程发送的"stop"消息终止子进程： ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/wait.h> #include <signal.h> #define BUFFER_SIZE 128 int main() { int pipefd[2]; // 管道文件描述符数组 pid_t pid; // 子进程PID // 1. 创建匿名管道 if (pipe(pipefd) == -1) { perror("pipe创建失败"); exit(EXIT_FAILURE); } // 2. 创建子进程 pid = fork(); if (pid < 0) { perror("fork失败"); exit(EXIT_FAILURE); } if (pid == 0) { // 子进程 close(pipefd[0]); // 关闭读端 // 向管道发送消息 const char *messages[] = {"Hello", "World", "stop", "Ignored"}; for (int i = 0; i < 4; i++) { write(pipefd[1], messages[i], strlen(messages[i]) + 1); printf("[子进程] 发送: %s\n", messages[i]); sleep(1); // 模拟处理延迟 } close(pipefd[1]); // 关闭写端 printf("[子进程] 继续运行...\n"); while(1) sleep(1); // 模拟持续工作 exit(EXIT_SUCCESS); } else { // 父进程 close(pipefd[1]); // 关闭写端 char buffer[BUFFER_SIZE]; while (1) { // 清空缓冲区并读取数据 memset(buffer, 0, BUFFER_SIZE); ssize_t count = read(pipefd[0], buffer, BUFFER_SIZE - 1); if (count <= 0) break; // 管道关闭或错误 printf("[父进程] 收到: %s\n", buffer); // 3. 检测终止指令 if (strcmp(buffer, "stop") == 0) { printf("[父进程] 收到终止指令\n"); // 4. 终止子进程 if (kill(pid, SIGKILL) == 0) { printf("[父进程] 已终止子进程(PID=%d)\n", pid); } else { perror("kill失败"); } break; } } close(pipefd[0]); // 关闭读端 waitpid(pid, NULL, 0); // 回收子进程 printf("[父进程] 程序结束\n"); } return 0; } ``` ### 程序说明： 1. **管道创建**： - 通过`pipe(pipefd)`创建匿名管道，`pipefd[0]`为读端，`pipefd[1]`为写端[^4] 2. **进程分工**： - **子进程**：向管道发送4条消息（包括"stop"），之后进入死循环模拟持续工作 - **父进程**：监控管道内容，收到"stop"后发送`SIGKILL`终止子进程[^1] 3. **通信机制**： - 子进程使用`write()`向管道写入数据 - 父进程使用`read()`从管道读取数据 - 消息以`\0`结尾的字符串形式传输 4. **进程终止**： - 父进程通过`kill(pid, SIGKILL)`强制终止子进程[^2] - `waitpid()`回收子进程资源，防止僵尸进程 ### 执行流程： 1. 子进程依次发送：`Hello` → `World` → `stop` → `Ignored` 2. 父进程收到`stop`时立即终止子进程 3. `Ignored`消息不会被父进程处理（因管道已关闭） ### 注意事项： 1. 管道读写端需及时关闭，避免资源泄漏 2. `SIGKILL`（信号9）会立即终止目标进程[^2] 3. 实际应用中应考虑消息边界问题（本程序使用`\0`分隔）