IT博客汇 | 如何在Go语言中实现Unix风格的进程管道？

如何在Go语言中实现Unix风格的进程管道？

smallnest发表于 2023-10-30 13:33:19

今天看到包云岗老师的一条微博：

这个一小时就在Unix中实现了管道的系统调用的出处来自于《Unix传奇》一书，这本书是我读过的最好的一本关于Unix历史的书籍，里面介绍了很多大神的光辉事迹，Ken Thompson是Unix的创始人之一，他还是Go语言的三巨头之一。

那么，在Go语言中，如何实现进程的管道呢？

在Go语言中，你可以使用exec包来启动一个进程。主要的函数是Command函数，它返回一个Cmd类型，该类型代表一个正在准备运行的命令。

以下是一个简单的例子，演示如何启动一个进程并执行命令：

package main
import (
	"fmt"
	"os/exec"
)
func main() {
	// 创建一个 Cmd 结构体，代表要执行的命令
	cmd := exec.Command("ls", "-l")
	// 执行命令并等待完成
	err := cmd.Run()
	if err != nil {
		fmt.Println("Error executing command:", err)
		return
	}
	// 获取命令的标准输出
	output, err := cmd.Output()
	if err != nil {
		fmt.Println("Error getting command output:", err)
		return
	}
	// 打印输出结果
	fmt.Println("Command Output:")
	fmt.Println(string(output))
}

在这个例子中，exec.Command("ls", "-l") 创建了一个表示运行ls -l命令的Cmd结构体。然后，cmd.Run()执行该命令，并等待它完成。最后，使用cmd.Output()获取命令的标准输出。
请注意，cmd.Run()会等待命令完成，而cmd.Start()可以用于启动但不等待命令完成。你还可以使用cmd.Wait()显式等待命令完成。

如果要实现进程的管道处理，我们可以这样实现：

package main
import (
	"fmt"
	"os/exec"
)
func main() {
	// 创建一个 Cmd 结构体，代表第一个命令：echo Hello
	cmd1 := exec.Command("echo", "Hello")
	// 创建第二个命令：grep Hello，并设置其标准输入为第一个命令的标准输出
	cmd2 := exec.Command("grep", "Hello")
	cmd2.Stdin, _ = cmd1.StdoutPipe()
	// 获取第二个命令的标准输出
	cmd2Output, _ := cmd2.Output()
	// 执行第一个命令并等待完成
	if err := cmd1.Run(); err != nil {
		fmt.Println("Error running command 1:", err)
		return
	}
	// 执行第二个命令并等待完成
	if err := cmd2.Run(); err != nil {
		fmt.Println("Error running command 2:", err)
		return
	}
	// 打印最终结果
	fmt.Println("Final Output:")
	fmt.Println(string(cmd2Output))
}

在这个例子中，cmd1 代表 echo Hello 命令，cmd2 代表 grep Hello 命令。通过将 cmd2 的标准输入连接到 cmd1 的标准输出，实现了管道的效果。

更简单的，你可以使用下面的方式实现Unix风格管道的使用:

package main
import (
	"fmt"
	"os/exec"
)
func main() {
	// 创建一个 Cmd 结构体，代表整个命令：echo Hello | grep Hello
	cmd := exec.Command("sh", "-c", "echo Hello | grep Hello")
	// 获取命令的标准输出
	output, err := cmd.Output()
	if err != nil {
		fmt.Println("Error executing command:", err)
		return
	}
	// 打印输出结果
	fmt.Println("Command Output:")
	fmt.Println(string(output))
}

在这个例子中，exec.Command 使用了 sh -c 来在shell中运行整个命令字符串 "echo Hello | grep Hello"。这样就实现了 echo Hello | grep Hello 的效果。

sh -c 是指在shell中执行给定的命令字符串的选项。在这个上下文中，sh 是shell的可执行文件，-c 是一个选项，表示后面跟着要执行的命令字符串。

sh：这是shell的可执行文件的名称。在大多数Unix-like系统中，sh 通常是指 Bourne Shell 或其兼容版本，例如 Bash。sh 是一个命令解释器，负责执行用户提供的命令。
-c：这是 sh 的一个选项，表示后面会跟着一个要执行的命令字符串。

所以，当你运行 sh -c "echo Hello | grep Hello" 时，它告诉shell执行后面的命令字符串。在这个例子中，命令字符串是 "echo Hello | grep Hello"，它包含了一个管道，将 echo Hello 的输出传递给 grep Hello。

总结起来，sh -c 是一个在shell中执行命令字符串的机制，允许你在一个命令中组合多个子命令，包括管道和其他shell特性。

请注意，这种方法依赖于使用shell来解释命令字符串，因此可能不够安全，特别是如果输入包含用户提供的数据。确保你能够信任并控制传递给 sh -c 的字符串。