利用管道实现进程间通信

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了利用管道实现进程间通信相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

管道通信

匿名管道

创建匿名管道

int pipe(int pipefd[2]);
pipefd[0] : 表示读管道
pipefd[1] : 表示写管道
返回 0表示成功,非零表示创建失败。

代码事例
:

//匿名管道                                                                                                                            
int main()
{
    int fds[2];
    int len;
    char buf[100]={};
    if(pipe(fds)==-1) //创建管道
        perror("pipe"),exit(1);
    while(fgets(buf,100,stdin))
    {   
        len = strlen(buf);
        if(write(fds[1],buf,len)==-1) //把内容写进管道
            perror("write"),exit(1);
        memset(buf,0x00,sizeof(char)*100);
        if(read(fds[0],buf,len)==-1) //从管道里面读取内容到数组中
            perror("read"),exit(1);
        if(write(1,buf,len)==-1) //把从管道里读出的内容写到标准输出
            perror("write"),exit(1);
    }   

    return 0;
}

结果展示
:
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日常运用事例
: who | wc -l
这样的事例我们经常用到,用管道连接命令会令你得心应手。

图片解析
:
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####利用管道进行父子进程通信
.
: 图片解析原理
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代码示例:

//父子进程通信
int main()
{
    char buf[1024]="change world!\n";
    int fds[2];
    if(pipe(fds)==-1)
        perror("pipe"),exit(1);
    pid_t pid = fork(); //创建匿名管道
    if(pid==0)
    {
        close(fds[0]); //关闭管道读描述符
        if(write(fds[1],buf,1024)==-1) //写进管道
            perror("write"),exit(1);

        close(fds[1]); 
        exit(1);
    }
    else
    {
        memset(buf,0x00,1024);
        close(fds[1]); //关闭管道写描述符
        if(read(fds[0],buf,1024)==-1) //从管道读内容
            perror("read"),exit(1);
        if(write(1,buf,1024)==-1)
            perror("write"),exit(1);
        close(fds[0]);
        exit(1);
    }
    return 0;
}            

结果
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详细过程图解
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####管道读写规则

当没有数据可读时

  • O_NONBLOCK disable:read调用阻塞,即进程暂停执行,.一直等到有数据来到为止。
  • O_NONBLOCK enable:read调用返回-1,errno值为EAGAIN。

当管道满的时候

  • O_NONBLOCK disable: write调用阻塞,直到有进程读.走数据
  • O_NONBLOCK enable:调用返回-1,errno值为EAGAIN
  • 如果所有管道写端对应的文件描述符被关闭,则read返回0
  • 如果所有管道读端对应的文件描述符被关闭,则write操作会产生信号SIGPIPE,进而可能导致write进程退出
  • 当要写.入的数据量不.大于PIPE_BUF时,linux将保证写.入的原.子性。
  • 当要写.入的数据量.大于PIPE_BUF时,linux将不再保证写.入的原.子性。

管道特点

: - 只能?用于具有共同祖先的进程(具有亲缘关系的进程)之间进?行通信;通常,一个管道由一个进程创建,然后该进程调?用fork,此后?父、?子进程之间就可应?用该管道。

  • 管道提供流式服务
  • 一般?而?言,进程退出,管道释放,所以管道的?生命周期随进程
  • 一般?而?言,内核会对管道操作进?行同步与互斥管道是半双?工的,数据只能向?一个?方向流动;需要双?方通信时,需要建?立起两个管道

    命名管道

    我们刚刚可以用匿名管道在父子进程之间通信,那如果是两个不想光的进程之间该如何通信呢?

创建命名管道

.
: 在命令行可以直接创建mkfifo filename
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: 也可以在程序内部创建,相关函数
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

代码示例:
:

int main()
{
    mkfifo("my.p",0644);
    return 0;
}

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####无关进程之间通信代码示例


: 从标准输入读入内容进管道

#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>

int main()
{
    mkfifo("my.p",0664);
    int outfd = open("my.p",O_WRONLY);
    if(outfd==-1)
        perror("open my.txt"),exit(1);
    char buf[1024]={};
    int n = 0;
    while(fgets(buf,1024,stdin))
    {   
        write(outfd,buf,1024);
        memset(buf,0x00,1024);
    }  
    close(outfd);

从管道中读内容,标准输出输出

#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>

int main()
{
    int infd = open("my.p",O_RDONLY);
    if(infd==-1)
        perror("open my.p"),exit(1);
    char buf[1024]={};
    int n = 0;
    while((n = read(infd,buf,1024))>0)
    {
        write(1,buf,n);
        memset(buf,0x00,1024);
    }
    close(infd);                                                                                                         
    unlink("my.p"); //删除管道
    return 0;
}

运行结果:
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这里就利用管道实现了两个无关进程之间的通信。

###匿名管道和命名管道的区别。

  • 匿名管道由pipe函数创建并打开。
  • 命名管道由mkfifo函数创建,打开?用open
  • FIFO(命名管道)与pipe(匿名管道)之间唯一的区别在它们创建与打开的?方式不同,一但这些工作完成之后,它们具有相同的语义。

以上是关于利用管道实现进程间通信的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Linux_Centos进程间通信_管道(匿名管道_命名管道)

高级IO中socketpair实现进程间通信以及重定向

linux 进程间通信机制(IPC机制)- 管道

Linux进程间通信的方式都有哪些

进程间通信——管道

命名管道