linux 进程间通信机制（IPC机制）- 管道

Posted 2020-09-12 出门遇贵人

一，定义：

管道又可以分为无名管道和命名管道，两者的用途是不一样的。

无名管道PIPE：主要用于具有亲缘关系的进程之间的通信，无名管道的通信是单向的，只能由一段到另外一段；无名管道是临时性的，完成通信后将自动消失。一般采用先创建无名管道，再创建子进程，使子进程继承父进程的管道文件描述符，从而实现父子进程间的通信；在非亲缘关系管道之间，如果想利用无名管道进行通信，则需要借助另外的文件描述符传递机制。

有名管道FIFO：有名管道是一个实际存在的特殊文件，利用有名管道可以实现同主机任意进程之间的数据交互。

二，应用：

1，Shell中的无名管道

在Shell命令行中使用无名管道是到过管道符“ | ” 实现的。如ps -ax|grep mysql, 将ps -ax的内容通过管道传给grep mysql

2.创建无名管道

（1.）函数：

pipe（建立管道）：
1) 头文件

　　#include<unistd.h>
2) 原型：

　　 int pipe(int filedes[2]);
3) 函数说明：

　　pipe()会建立管道，并将文件描述词由参数filedes数组返回。

　　filedes[0]为管道里的读取端

      filedes[1]则为管道的写入端。
4) 返回值： 

　　 若成功则返回零，否则返回-1，错误原因存于errno中。

5)错误代码: 
         EMFILE 进程已用完文件描述词最大量
         ENFILE 系统已无文件描述词可用。
         EFAULT 参数 filedes 数组地址不合法。

(2)使用：

　　#include<stdio.h>
　　#include<unistd.h>
　　#include<string.h>

　　int main()
　　{
        int p[2];
        int pid;
        char *str = "HelloWorld";
        char buf[128];
        memset(buf,\'\\0\',128);

        if(pipe(p) == -1)
        {
                printf("function pipe() calls failed.");
                return -1;
        }

        if((pid=fork()) == -1)  //创建一个子进程
        {
                printf("function fork() calls failed.\\n");
                return -1;
        }
        else if(pid == 0)  //在子进程中
        {
                printf("In sub : pid=%d\\n",getpid());
                write(p[1],str,strlen(str)); //向无名管道中写入str
        }else {  //在父进程中
                printf("In father : pid=%d\\n",getpid());
                read(p[0],buf,strlen(str));  //读取无名管道
                printf("In father : buf=%s\\n",buf);
        }
　　}
结果：

注意：read和write为阻塞模式

3.创建有名管道

（1）函数：mkfifo（建立具名管道）

相关函数 pipe，popen，open，umask
1）表头文件

　　#include<sys/types.h>
　　#include<sys/stat.h>
2)函数原型

　　int mkfifo(const char * pathname,mode_t mode);
3）函数说明

mkfifo()会依参数pathname建立特殊的FIFO文件，该文件必须不存在，而参数mode为该文件的权限（mode%~umask），因此umask值也会影响到FIFO文件的权限。

4）返回值 若成功则返回0，否则返回-1，错误原因存于errno中。
5）错误代码

　　EACCESS 参数pathname所指定的目录路径无可执行的权限
　　EEXIST 参数pathname所指定的文件已存在。
　　ENAMETOOLONG 参数pathname的路径名称太长。
　　ENOENT 参数pathname包含的目录不存在
　　ENOSPC 文件系统的剩余空间不足
　　ENOTDIR 参数pathname路径中的目录存在但却非真正的目录。
　　EROFS 参数pathname指定的文件存在于只读文件系统内。

（2）使用：

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>

main()
{
    char buffer[80];
    int fd;
    unlink(FIFO);
    mkfifo(FIFO,0666);
    if(fork()>0)
    {
        char s[ ] = “hello!\\n”;
        fd = open (FIFO,O_WRONLY);
        write(fd,s,sizeof(s));
        close(fd);
    }
    else
    {
        fd= open(FIFO,O_RDONLY);
        read(fd,buffer,80);
        printf(“%s”,buffer);
        close(fd);
    }
}    

 

参考：linux c 中文函数手册