Linux 进程间通信无名管道（pipe）

系统管理员 2021-12-20 15:47 448阅读 0赞

**无名管道**：

1）只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（无名管道是某一个进程创建的，不像普通文件有路径，在文件系统中是不可见的，其他进程要想打开，只能通过继承的方式去打开）

2）半双工的通信模式，具有固定的读端和写端

3）管道可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写可以使用文件IO如read、write函数。

4）管道是基于文件描述符的通信方式。当一个管道建立时，它会创建两个文件描述符fd\[0\]和fd\[1\]。其中fd\[0\]固定用于读管道，而fd\[1\]固定用于写管道。

**注意事项**：  
 1）当管道中无数据时，读操作会阻塞

2）管道中有数据，将写端关闭，可以将数据读出

3）管道中无数据，将写端关闭，读操作会立即返回

4）管道中装满数据写阻塞，一旦有4k空间，写继续

5）只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，会导致管道破裂，向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIGPIPE信号(通常Broken 　      pipe错误)。

6）不管pipe还是FIFO当把读端和写端都关闭的时候，管道存放在内存中的内容都会被自动释放

7）当用open打开的时候，当只打开读端，或者只打开写端，open会阻塞

**创建无名管道**：

int pipe(int pipefd\[2\]);

参数：文件描述符 fd\[0\]：读端 fd\[1\]:写端

成功返回 0 ，失败返回 -1

![1548851-20190528194553273-956571801.png][]

** ****例子1**：管道中没有数据时读操作阻塞

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    int main(int argc, const char *argv[])
    {
        int fd[2];
        char buf[50] = {
        0};//缓存
    
        if(pipe(fd)!=0)// 创建无名管道
        {
            perror("pipe fail: ");
            exit(1);
        }
        printf("%d %d\n",fd[0],fd[1]);//打开的文件描述符，此处为3，4 默认打开 0,1,2,标准输入，输出，出错
        //管道中没有数据的时候读阻塞
      //  write(fd[1],"hello",10);  //此处不向管道写数据时，读操作会阻塞，管道中有数据时，读操作后结束进程
        read(fd[0],buf,10);
        printf("%s",buf);
        putchar(10); // '\n'
        return 0;
    }

测试：读操作一直阻塞

![1548851-20190528195006909-226171186.png][]![1548851-20190528195251180-1506486862.png][]

** 例子2**：管道中有数据，将写端关闭，可以将数据读出

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    int main(int argc, const char *argv[])
    {
        int fd[2];
        char buf[50] = {
        0};//缓存
        if(pipe(fd)!=0)// 创建无名管道
        {
            perror("pipe fail: ");
            exit(1);
        }
        printf("%d %d\n",fd[0],fd[1]);//打开的文件描述符，默认打开 0,1,2
        //管道中有数据，写端关闭，可以将数据读出
        write(fd[1],"12349",5); //向管道中写入数据，然后关闭写端
        close(fd[1]);
        read(fd[0],buf,5);
        printf("%s",buf);
        putchar(10); // '\n'
        return 0;
    }

测试：

![1548851-20190528195838524-1927942243.png][]

例子3：管道中无数据，将写端关闭，读操作会立即返回

测试：管道中无数据，写端关闭，读操作直接返回

![1548851-20190528200200490-2057989024.png][]

** 例子4**：管道大小 64K

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main(int argc, const char *argv[])
    {
        int fd[2];
        char buf[50] = {
        0};//缓存
        if(pipe(fd)!=0)// 创建无名管道
        {
            perror("pipe fail: ");
            exit(1);
        }
        printf("%d %d\n",fd[0],fd[1]);//打开的文件描述符，默认打开 0,1,2
        //管道大小 64k
        int num = 0;
        ssize_t size;
        while(1) //循环一直运行，当写入 64K 后悔阻塞
        {
            size = write(fd[1],"123",1024);
            printf("size = %ld\n",size);  //每次写入1024个字节，即 1K ，此次编译会警告
            num++;
            printf("num = %d\n",num);
        }
        return 0;
    }

测试：

![1548851-20190528201243897-859532527.png][]

警告类型不匹配

![1548851-20190528201324184-253154861.png][]

** 例子5**： 管道中装满数据写阻塞，一旦有4k空间，写继续

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    
    //int pipe(int pipefd[2]);
    
    int main(int argc, const char *argv[])
    {
        int fd[2];
    
        char buf_w[65536] = {
        0}; //一次写入 64K 数据
        char buf_r[4096] = {
        0};  //一次读出 4K 数据
    
        if(pipe(fd)!=0)// 创建无名管道
        {
            perror("pipe fail: ");
            exit(1);
        }
    
        printf("%d %d\n",fd[0],fd[1]);//打开的文件描述符，默认打开 0,1,2
    
    
        //管道中装满数据写阻塞，一旦有 4k， 才可以继续进行写操作
        write(fd[1],buf_w,65536);//一次写入 64k
    //    read(fd[0],buf_r,4096); //一次读出4k，在进行写操作 ，程序直接结束
        read(fd[0],buf_r,4095); //一次读出 4k-1，在进行写操作  ，此时运行程序阻塞
        write(fd[1],"a",1); // 先读出 4K 数据在写一个字符，或者读4K - 1 个字符，在进行写操作
    
        return 0;
    }

测试：当读出 4K 数据时可以正常写入，当读出 4K-1 数据时 程序阻塞

![1548851-20190528202126975-1564946567.png][]

转载于:https://www.cnblogs.com/electronic/p/10939995.html

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[1548851-20190528195006909-226171186.png]: https://img2018.cnblogs.com/blog/1548851/201905/1548851-20190528195006909-226171186.png
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[1548851-20190528195838524-1927942243.png]: /images/20211220/eec43260fa8048ed99b1115a263fc06f.png
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[1548851-20190528201243897-859532527.png]: /images/20211220/84ab079b586b4e01bac10c14c218cc28.png
[1548851-20190528201324184-253154861.png]: /images/20211220/4bda606784a04564b916c488e204aea5.png
[1548851-20190528202126975-1564946567.png]: /images/20211220/f9ede439b4404bd692151f32c36c0591.png