C++管道通信详解（手把手教你实现进程间通信）

什么是管道？

管道（Pipe）是操作系统提供的一种单向通信机制，常用于具有亲缘关系的进程之间（如父子进程）。它就像一根“水管”：一端写入数据，另一端读取数据。

在Windows和Linux系统中，管道分为两种：

• 匿名管道（Anonymous Pipe）：只能用于本地父子进程通信，不能跨网络。
• 命名管道（Named Pipe）：有文件名标识，可用于任意两个进程，甚至跨机器（需配合其他协议）。

本教程聚焦于匿名管道，因为它是学习进程通信最基础、最常用的方式。

Windows下C++实现匿名管道通信

下面我们将用Windows API在C++中创建一个匿名管道，让父进程向子进程发送一条消息。

步骤概览：

1. 创建匿名管道（CreatePipe）
2. 设置子进程启动信息（STARTUPINFO），重定向其标准输入/输出
3. 创建子进程（CreateProcess）
4. 父进程通过管道写入数据
5. 等待子进程结束并清理资源

完整代码示例

#include <iostream>#include <windows.h>#include <tchar.h>int main(){    HANDLE hReadPipe, hWritePipe;    SECURITY_ATTRIBUTES sa;    // 初始化安全属性，允许子进程继承句柄    sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);    sa.lpSecurityDescriptor = NULL;    sa.bInheritHandle = TRUE;    // 创建匿名管道    if (!CreatePipe(&hReadPipe, &hWritePipe, &sa, 0))    {        std::cerr << "创建管道失败！\n";        return 1;    }    STARTUPINFO si;    PROCESS_INFORMATION pi;    ZeroMemory(&si, sizeof(si));    si.cb = sizeof(si);    si.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES;    si.hStdInput = hReadPipe;   // 子进程从管道读取    si.hStdOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);    si.hStdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);    // 启动子进程（这里以当前程序自身为例，实际可替换为其他程序）    TCHAR cmdLine[] = _T("child_process.exe");    if (!CreateProcess(NULL, cmdLine, NULL, NULL, TRUE,        0, NULL, NULL, &si, &pi))    {        std::cerr << "创建子进程失败！\n";        CloseHandle(hReadPipe);        CloseHandle(hWritePipe);        return 1;    }    // 关闭父进程中不需要的读端    CloseHandle(hReadPipe);    // 父进程向管道写入数据    const char* message = "Hello from parent process!\n";    DWORD bytesWritten;    WriteFile(hWritePipe, message, strlen(message), &bytesWritten, NULL);    // 关闭写端，通知子进程数据结束    CloseHandle(hWritePipe);    // 等待子进程结束    WaitForSingleObject(pi.hProcess, INFINITE);    // 清理资源    CloseHandle(pi.hProcess);    CloseHandle(pi.hThread);    std::cout << "通信完成！\n";    return 0;}

子进程代码（简化版）

子进程只需从标准输入读取即可：

#include <iostream>#include <string>int main(){    std::string input;    std::getline(std::cin, input);    std::cout << "子进程收到: " << input << std::endl;    return 0;}

注意事项与常见问题

• 句柄继承：必须设置 SECURITY_ATTRIBUTES.bInheritHandle = TRUE，否则子进程无法访问管道。
• 及时关闭句柄：父进程写完后要关闭写端，否则子进程可能一直阻塞在读操作。
• 单向通信：匿名管道是单向的。若需双向通信，需创建两个管道。
• 跨平台差异：Linux下使用 pipe()、fork() 等函数，API不同但原理相似。

总结

通过本教程，你已经掌握了如何在C++中使用匿名管道实现父子进程间的进程间通信。这是系统编程的重要基础，也是理解更复杂通信机制（如命名管道、套接字）的前提。

记住：实践是最好的老师！尝试修改上面的代码，比如让子进程也回传数据，或传输多个消息，加深对C++管道通信的理解。如果你觉得这篇C++教程对你有帮助，欢迎分享给更多学习者！