管道实现进程间通信

冷不防 2022-05-28 07:38 326阅读 0赞

## 一、无名管道 ##

**1、什么是管道？**  
管道用于相关进程间的通信，相当于一个传递工具；  
**1、特点**  
（1）无名管道是半双工的，在管道的一端只能进行读或者是写，二者不可同时进行；就像水管一样，从管子的一端留入水，另一端流出来，不可以两端同时流入或者流出；  
（2）无名管道只能实现在相关的进程间共享数据  
（3）使用fork或者execve创建的子进程继承了父进程的文件描述符，可用管道进行共享内存  
**2、打开和关闭**  
**（1）打开**

int pipe( int fd[2] );
    //读入或写入数据，管道必须设置fd[2]

若管道建立成功，则打开两个文件描述符，并将值保存在fd\[2\]这个整数数组中；  
注意：  
fd\[1\]用于写入数据，  
fd\[0\]用于读出数据。  
若管道建立失败，则返回-1，并且设置errno；  
**（2）关闭**  
linux操作系统中，一切皆文件，管道也是文件，成为管道文件（p），所以关闭管道，和关闭文件的方式一样，使用close( ) ;  
**2、读写管道**  
和读写文件一样，使用write( )和read( )来实现管道文件写和读；  
几乎不会在同一个进程中打开一个管道仅供进程自己使用，管道的本质是用来在进程间交换数据的， 对于一个进程来说，它本来就可以访问自己要通过管道共享的数据，和自己共享数据是没有意义的；  
切记：不可以对一个管道的两端同时进行读或者写操作；  
**3、举个例子**  
**$ vim pipe.c**

/pipe.c*
    #include<stdio.h>
    #include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<unistd.h>
    #include<sys/types.h>
    #include<sys/wait.h>
    int main(int arg, char* args[] )
    {
        int fd[2];//定义管道描述符
        char buf[100];//存放管道收发数据
        int len;//记录长度
        pipe(fd);//打开管道
        memset(buf, 0, sizeof(buf) );
        int pid = fork();//通过fork创建进程
        if(pid == 0)//子进程中
        {
            close( fd[1] );//关闭（写）第二个管道
            while((len = read(fd[0],buf,sizeof(buf)))> 0)
            {
                write(STDOUT_FILENO, buf, len );//将buf内容写道标准输出上
            }
            close( fd[0] );
        }
        else//父进程
        {
            close(fd[0]);//关闭（读）第一个管道
            strcpy(buf,"wangdaiwen is a beautiful girl!\n");
            write(fd[1],buf,sizeof(buf) );//将buf中的内容写道管道fd[1]中
            close(fd[1]);
            waitpid(pid, NULL,0 );//等待子进程退出
        }
        return 0;
    }

**编译链接后的结果如下：**

![SouthEast][]

结果十分的清晰明了，但是，要知道是从父进程中写入数据，子进程读出；

优点：效率高，可以实现两个有关系的进程间通信  
缺点：不能适用于任意两个进程

## 二、有名管道 ##

有名管道有效的弥补了无名管道的不足之处，它适用于任何两个进程之间的数据交换；  
**１、特征**  
（１）有名管道一旦创建，就是持久的、稳定的、存于文件系统中；  
（２）一个shell命令可以创建一个有名管道；

（３）`mkfifo [option] name;//mkfifo创建了一个名为name的有名管道`  
举个例子：  
![SouthEast 1][]  
（4）

cat < fifo1//cat 命令代表从fifo1 中读取数据
    ls > fifo1//将ls命令输出的结果写入到fifo1中

![SouthEast 2][]

**2、创建fifo**

int mkfifo(const char* pathname, mode_t mode );
    //第一个参数const char* pathname,是创建管道的名称 
    //第二个参数mode_t mode，是八进制读写权限，如：
    //0000代表p--- --- ---
    //0777代表prwx rwx rwx

若创建成功，返回0；  
失败则返回-1，并设置errno

举个例子：

int main(int arg, char* args[])
     {
      mkfifo("ffff", 0000);//0000创建的管道文件权限应该为p-- --- ---
        return 0;
      }

![SouthEast 3][]

**3、删除fifo**  
（1）方法1：在命令行输入rm + 管道文件名即可  
如：`$ rm fifo1`  
（2）方法2 ：函数删除

int unlink(const char*pathname )
    //成功返回0；
    /失败返回-1，并设置errno

举个例子：

#include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<unistd.h>
    #include<sys/types.h>
    #include<sys/wait.h>
    int main()
    {
        int i = unlink("ffff");
        if(i == -1)
        {
            printf(" strerror(errno)" );
        }
        return 0;
    }

![SouthEast 4][]  
**4、打开关闭fifo**

int open(const char* pathname, int flag);
    int close(int fd);
    //打开和关闭跟普通文件的方式一样
    //fifo两端使用前都必须打开
    //若flag为O—RDONLY，将阻塞open的调用，直到另一进程写入数据，打开fifo为止
    //若flag为O—WRONLY，将阻塞open的调用，直到另一进程读出数据，打开fifo为止

举个例子：  
请查看本人下一篇博客，为您呈上链接：  
[https://blog.csdn.net/dai\_wen/article/details/79778759][https_blog.csdn.net_dai_wen_article_details_79778759]

## 三、总结 ##

无名管道和有名管道都可以进行进程间通信，从而实现数据共享，但是，无名管道只适用于有关联的两进程之间，有名管道则可以在任意进程间实现交换数据，

[SouthEast]: /images/20220528/7757cc5dd25b4559aa0d05547a6e4893.png
[SouthEast 1]: /images/20220528/ec322e3fd02a4cd8b624bead6c72e249.png
[SouthEast 2]: /images/20220528/77e01da0e2f147589f734d84051c0423.png
[SouthEast 3]: /images/20220528/ba9128af0e8340e38067ddcbed7b0a1f.png
[SouthEast 4]: /images/20220528/a5bf678e7eee4ab89b934879a5316db5.png
[https_blog.csdn.net_dai_wen_article_details_79778759]: https://blog.csdn.net/dai_wen/article/details/79778759