进程间通信(一)（管道文件操作）

小咪咪 2022-10-22 04:29 11阅读 0赞

# 进程间通信 #

原理：系统为进程间提供公共传输媒介实现公共访问进而实现通信

通信方式：管道，共享内存，消息队列，信号量

*  ### 管道 ###

特性：半双工通信 （可选择方向的单向通信）

本质：系统内核中的一块缓冲区（内核空间中开辟的一块内存）

通信原理：多进程只要能够访问同一块内核中的缓冲区（管道）就能实现通信

分类：匿名管道 命名管道

*  匿名管道：（无标识符，无法被其他进程找到）只能用于具有亲缘关系的进程间通信

无标识符，无法被其他进程找到，只能通过子进程复制父进程的方式获取管道的操作句柄，进行通信

int pipe(int pipefd\[2\]); 把管道操作当做一个文件操作，通过IO操作完成对管道的操作

pipefd\[0\] ->用于从管道读数据

pipefd\[1\] ->用于向管道写数据

返回值：成功 0 失败-1

管道读写特性：（匿名与命名特性类似）

*  如果管道中没有数据，read会阻塞等待数据写入；
 *  如果管道数据满了，则write会阻塞
 *  如果管道的所有读端被关闭了，则继续write就会触发异常，导致进程退出
 *  如果管道的所有写端被关闭了，则read读完管道中所有数据，则不在阻塞，返回0

管道符：| 连接两个命令，将前面命令要输出到标准输出的结果，不再输出到标准输出，而是将这个结果传输到后面命令的进程 （将前面命令结果交给后面命令处理）

ps -ef | grep pipe

1.  创建管道
2.  创建两个进程，在各自进程中进行程序替换
3.  程序替换之前，ps进程应该将标准输出重定向到管道写入端。grep进程应该标准输入重定向到管道读取端
4.  父进程等到子进程退出

**代码示例如下：**

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![20210404144332202.png][]

*  命名管道：（有标识符）用于同一主机上任意进程间通信

**创建一个管道文件：mkfifo 管道文件名 标识符可见于文件系统的管道类型文件，实质上任然是内核中的一块缓冲区**

**int mkfifo（char\* path,int chmod）**

**代码示例如下：**

*  **fiforead**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTMxNjEx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

![20210404171436570.png][]

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*  **fifowrite**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTMxNjEx_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

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**测试结果如下：**

![20210404171949418.png][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTMxNjEx_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

*  ### 综上总结： ###

本质：内核中的一块缓冲区，多个进程通过访问同一缓冲区实现通信

分类：

匿名管道：没有标识符，亲缘关系间通信，比如，只能通过子进程复制父进程的方式获取操作句柄

命名管道：标识符就是创建的管道文件，通过打开同一个管道文件访问同一个缓冲区

特性：

*  半双工通信 可以选择方向的单向通信
 *  管道提供字节流传输服务：有序的，基于连接的，可靠地连接方式

**基于连接：所有读端被关闭，则write触发异常，所有写端被关闭则read读完数据返回0，不再阻塞**

*  管道自带同步与互斥

互斥：通过保证同一时间对临界资源（公共缓冲区，即管道）的唯一访问保证操作的安全性

同步：通过某种条件判断，实现对资源访问获取的有序合理性

互斥的具体体现：对管道进行写操作时写入数据大小不超过PIPE\_BUF默认4096字节，则保证操作的原子性（原子性即不可再分割）

同步的具体体现：若管道中没有数据则read阻塞，若管道中数据满了则write阻塞

*  管道生命周期随进程

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