管道通信,王明学learn

Posted 2020-06-26 for_learning

　　　　　　　　　　　　管道通信

一、通讯目的

1、数据传输

　　一个进程需要将数据发送给另一个进程。

2、资源共享

　　多个进程之间共享同样的资源。

3、通知事件

　　一个进程需要向另一个/组进程发送消息，通知它们发生了某事件。

4、进程控制

　　有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有操作，并能够及时知道它的状态改变。

二、通讯发展

Linux进程间通信（IPC：interprocesscommunication）由以下几部分发展而来：

　　1、UNIX进程间通信

　　2、基于System V进程间通信

　　3、POSIX进程间通信

　　POSIX(Portable Operating System Interface)表示可移植操作系统接口。电气和电子工程师协会IEEE最初开发POSIX 标准，是为了提高UNIX 环境下应用程序的可移植性。然而，POSIX 并不局限于UNIX，许多其它的操作系统，例如Microsoft Windows都支持POSIX 标准。

三、通讯方式

Linux进程间通讯的主要方式有：

　　1、无名管道（pipe）

　　2、有名管道（FIFO）

　　3、信号（signal）

　　4、消息队列

　　5、共享内存

　　6、信号量

　　7、套接字（socket）

四、管道通信

    一个进程在管道的尾部写入数据，另一个进程从管道的头部读出数据。管道包括无名管道和有名管道两种，前者只能用于父进程和子进程间的通信，后者可用于运行于同一系统中的任意两个进程间的通信。

管道通信特点：

　　1.管道通讯是单向的，有固定的读端和写端。

　　2.数据被进程从管道读出后，在管道中该数据就不存在了。

　　3.当进程去读取空管道的时候，进程会阻塞。

　　4.当进程往满管道写入数据时，进程会阻塞。

　　5.管道容量为64KB（#definePIPE_BUFFERS16 include/linux/pipe_fs_i.h）

　　在Linux系统中，无名管道一旦创建完成后，操作无名管道等同于操作文件。无名管道的读端被视作一个文件；无名管道的写端也被视作一个文件。

五、无名管道函数学习pipe

5.1 函数原形

　　int pipe(int pipefd[2]);

5.2函数功能

　　创建无名管道

5.3 所属头文件

　　<unistd.h>

5.4 返回值

　　成功：返回 0

　　失败：返回-1

5.5 参数说明

　　pipefd[2]返回两个文件描述符，两个元素分别指向两端

　　pipefd[0]：指向管道读端

　　pipefd[1]：指向管道写端

六、有名管道 

　　有名管道又称为FIFO文件，因此我们对有名管道的操作可以采用操作文件的方法，如使用open,read,write等.

6.1FIFO文件对比普通文件

FIFO文件在使用上和普通文件有相似之处，但是也有不同之处：

　　1.读取Fifo文件的进程只能以”RDONLY”方式打开fifo文件。

　　2.写Fifo文件的进程只能以”WRONLY”方式打开fifo文件。

　　3.Fifo文件里面的内容被读取后，就消失了。但是普通文件里面的内容读取后还存在。

当执行写fifo文件后则进程一直处于阻塞状态直到有进程去读取管道中的文件

6.2 创建有名管道

6.2.1 函数名

　　mkfifo

6.2.2 函数原形

　　int mkfifo(const char* pathname,mode_t mode);

6.2.3 函数功能

　　创建fifo文件（有名管道）

6.2.4 所属头文件

　　<sys/types.h>   <sys/stat.h>

6.2.5 返回值

　　成功：返回 0

　　失败：返回-1

6.2.6 参数说明

　　pathname:要创建的fifo文件的名字（包含路径）

　　mode:标明白创建fifo文件访问权限

6.3 删除有名管道

6.3.1 函数名

　　unlink

6.3.2 函数原形

　　int unlink(const char* pathname);

6.3.3 函数功能

　　删除文件，包含fifo文件

6.3.4 所属头文件

　　<unistd.h>

6.3.5 返回值

　　成功：返回0

　　失败：返回-1

6.3.6 参数说明

　　指定要删除文件的名称（包含路径）