Pythonのos.pipe()関数とは？パイプによるプロセス間通信の基本を解説

Pythonのos.pipe()関数は、新しいパイプを作成し、読み取り用と書き込み用の2つのファイルディスクリプタからなるペア (r, w) を返します。この関数は主に、親プロセスと子プロセスの間でデータをやり取りするプロセス間通信（IPC）を実現するために使用されます。

os.pipe()の基本的な動作

• r（読み取り用ディスクリプタ）： パイプからデータを読み出すために使用します。
• w（書き込み用ディスクリプタ）： パイプへデータを書き込むために使用します。

パイプは一方通行のデータ通路であり、書き込まれたデータは先入れ先出し（FIFO）の順序で読み出されます。

サンプルコード：fork()との組み合わせ

以下の例では、os.fork()で生成した子プロセスがパイプにテキストを書き込み、親プロセスがその内容を読み取ります。

import os, sys

print("子プロセスがパイプにテキストを書き込み、")
print("親プロセスがそのテキストを読み取ります...")

# 読み書き用のファイルディスクリプタ r, w を取得
r, w = os.pipe()

processid = os.fork()

if processid:
    # 親プロセス側の処理
    os.close(w)          # 書き込み用ディスクリプタは不要なので閉じる
    r = os.fdopen(r)     # ファイルオブジェクトに変換
    print("親プロセス: 読み取り中")
    text = r.read()
    print("text =", text)
    sys.exit(0)
else:
    # 子プロセス側の処理
    os.close(r)              # 読み取り用ディスクリプタは不要なので閉じる
    w = os.fdopen(w, 'w')    # 書き込みモードでファイルオブジェクト化
    print("子プロセス: 書き込み中")
    w.write("子プロセスが書き込んだテキスト...")
    w.close()
    print("子プロセス: 終了")
    sys.exit(0)

実行結果

親プロセス: 読み取り中
子プロセス: 書き込み中
子プロセス: 終了
text = 子プロセスが書き込んだテキスト...

コードのポイント

• os.fork()： 呼び出し元のプロセスを複製します。戻り値が0以外の場合は親プロセス、0の場合は子プロセスとして処理を分岐できます。
• os.fdopen()： 生のファイルディスクリプタをPythonのファイルオブジェクトにラップし、read()やwrite()といった便利なメソッドを使えるようにします。
• 不要なディスクリプタを閉じる： 親プロセスでは書き込み側（w）を、子プロセスでは読み取り側（r）をそれぞれ閉じています。これにより、相手側がデータの終端（EOF）を正しく検知できるようになります。

なお、os.fork()はWindows環境では利用できず、このコードはLinuxやmacOSなどのUnix系OSでのみ動作する点に注意してください。