Linux 上实现双向进程间通信管道(转)

问题和常见方法
Linux 提供了 popen 和 pclose 函数 (1)，用于创建和关闭管道与另外一个进程进行通信。其接口如下：
FILE *popen(const char *command， const char *mode);
int pclose(FILE *stream);
遗憾的是，popen 创建的管道只能是单向的 -- mode 只能是 "r" 或 "w" 而不能是某种组合--用户只能选择要么往里写，要么从中读，而不能同时在一个管道中进行读写。实际应用中，经常会有同时进行读写的要求，比如，我们可能希望把文本数据送往sort工具排序后再取回结果。此时popen就无法用上了。我们需要寻找其它的解决方案。
有一种解决方案是使用 pipe 函数 (2)创建两个单向管道。没有错误检测的代码示意如下：
int pipe_in[2], pipe_out[2];
pid_t pid;
pipe(&pipe_in); // 创建父进程中用于读取数据的管道
pipe(&pipe_out); // 创建父进程中用于写入数据的管道
if ( (pid = fork()) == 0) { // 子进程
close(pipe_in[0]); // 关闭父进程的读管道的子进程读端
close(pipe_out[1]); // 关闭父进程的写管道的子进程写端
dup2(pipe_in[1], STDOUT_FILENO); // 复制父进程的读管道到子进程的标准输出
dup2(pipe_out[0], STDIN_FILENO); // 复制父进程的写管道到子进程的标准输入
close(pipe_in[1]); // 关闭已复制的读管道
close(pipe_out[0]); // 关闭已复制的写管道
/* 使用exec执行命令 */
} else { // 父进程
close(pipe_in[1]); // 关闭读管道的写端
close(pipe_out[0]); // 关闭写管道的读端
/* 现在可向pipe_out[1]中写数据，并从pipe_in[0]中读结果 */
close(pipe_out[1]); // 关闭写管道
/* 读取pipe_in[0]中的剩余数据 */
close(pipe_in[0]); // 关闭读管道
/* 使用wait系列函数等待子进程退出并取得退出代码 */
}
当然，这样的代码的可读性（特别是加上错误处理代码之后）比较差，也不容易封装成类似于popen/pclose的函数，方便高层代码使用。究其原因，是pipe函数返回的一对文件描述符只能从第一个中读、第二个中写（至少对于Linux是如此）。为了同时读写，就只能采取这么累赘的两个pipe调用、两个文件描述符的形式了。
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一个更好的方案
使用pipe就只能如此了。不过，Linux实现了一个源自BSD的socketpair调用 (3)，可以实现上述在同一个文件描述符中进行读写的功能（该调用目前也是POSIX规范的一部分 (4)）。该系统调用能创建一对