Pythonのパイプ（pipe）を使って親プロセスと子プロセス間で通信する方法

子プロセスを生成する最も簡単な方法はforkを利用することです。fork()はPython標準ライブラリのosモジュールに含まれており、追加のインストールなしですぐに使えます。

ここでは、pipe()を使ってこの課題を実現します。pipe()は、あるプロセスから別のプロセスへ情報を受け渡すための仕組みです。ただし、pipe()による通信は一方向のみであるため、双方向のやり取りを行いたい場合は、送信用と受信用のそれぞれに対応した2本のパイプを用意する必要があります。

アルゴリズム

ステップ1：読み書き用のファイルディスクリプタ r、w を取得する
ステップ2：fork を使用して新しいプロセスを生成する
ステップ3：プロセスIDが 0 の場合、その処理は子プロセス側として動作する
ステップ4：それ以外の場合は親プロセス側として動作する

サンプルコード

import os 
def parentchild(cwrites): 
   r, w = os.pipe() 
   pid = os.fork() 
   if pid: 
      os.close(w) 
      r = os.fdopen(r) 
      print ("Parent is reading") 
      str = r.read() 
      print( "Parent reads =", str) 
   else: 
      os.close(r) 
      w = os.fdopen (w, 'w') 
      print ("Child is writing") 
      w.write(cwrites) 
      print("Child writes = ",cwrites) 
      w.close() 
# Driver code         
cwrites = "Python Program"
parentchild(cwrites) 

コードの解説

os.pipe()を呼び出すと、読み取り用（r）と書き込み用（w）の2つのファイルディスクリプタが返されます。続くos.fork()によってプロセスが複製され、以降の処理は親と子で分岐します。

親プロセス側では、変数pidに子プロセスのPID（0以外）が入るため、if文が真になります。ここでは不要な書き込み側（w）を閉じ、パイプの読み取り側から子プロセスが送った文字列を受信します。

子プロセス側では、pidが0になるためelseブロックが実行されます。不要な読み取り側（r）を閉じた後、書き込み側（w）を通じてメッセージ「Python Program」を親プロセスへ送信し、ストリームを閉じて終了します。

このように、パイプの片方の端を閉じておくことが重要です。これにより、読み取り側では相手がデータを閉じた時点で正しくEOF（ファイル終端）を検知できるようになります。

実行結果

Child is writing
Child writes = Python Program
Parent is reading
Parent reads = Python Program