Linux利用管道实现进程间通信

系统中，进程之间独立性大，互相的影响较小，所以造成进城之间相互通信的难度较大。

所在想办法让进程去看到一份相同的公共资源（一般操作系统提供，这资源不属于任何进程），以这样的方式实现进程的通信。

用管道实现进程间通信的原理：如下图所示

匿名管道（pipe）

【匿名管道的创建】

int pipe(fd[2]);

这是一个系统调用接口，创建一个匿名管道文件。

【函数具体说明】

参数：fd是一个具有两个参数的数组，当成功创建匿名管道时，会用这个数组存放管道文件的文件描述符；fd[0]中保存管道文件的读端，fd[1]保存管道文件的写端。

返回值：成功返回0，否则返回-1。

例：子进程和父进程之间的通信

#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>int main(){    int fd[2] = {0, 0};    //创建管道，将写端和读端的文件描述符分别放入fd[1],fd[0]    if(pipe(fd) < 0)    {    perror("pipe: ");    return -1;    }    pid_t id = fork();    if(id == 0)//子进程向管道中写入    {    //关闭子进程的读端    close(fd[0]);    char *msg = "Hello,I am child\n";    while(1)    {        //向管道中写入内容        write(fd[1], msg, strlen(msg));        sleep(1);    }    }    else//父进程从管道中读取    {    //关闭父进程的写端    close(fd[1]);    char buf[1024];    while(1)    {        //从管道中读出内容        ssize_t s = read(fd[0],buf,sizeof(buf)-1);        if(s > 0)        {        buf[s] = 0;        printf("father read: %s", buf);        }    }    }}

【匿名管道的特点】

1. 单向通信
2. 只能进行具有血缘关系的进程间通信，常用于父子进程
3. 管道生命周期随进程
4. 管道提供面向字节流的通信服务
5. 自带同步机制，保证读写的正确性

命名管道（FIFO）

命名管道与匿名管道的区别：

管道的一个不足之处是没有名字，因此，只能⽤用于具有亲缘关系的进程间通信。FIFO不同于管道之处在于它提供一 个路径名与之关联，以FIFO的文件形式存储于文件系统中。命名管道是一个设备文件。因 此，即使进程与创建FIFO的进程不存在亲缘关系，只要可以访问该路径，就能够通过FIFO 相互通信。

【命名管道的创建】

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

这是一个系统调用接口，创建一个命名管道。

【函数具体说明】

参数：pathname为创建的命名管道的全路径名;mod为创建的命名管道的模式，指 明其存取权限

返回值：成功返回0，否则返回-1

例：server和client两个不具有血缘关系的进程间的通信

server：

#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>int main(){    //创建命名管道    if(mkfifo("./mypipe", S_IFIFO|0666) < 0)    {    perror("mkfifo :");    return -1;    }    //代开管道文件，读方式打开    int fd = open("./mypipe", O_RDONLY);    if(fd < 0)    {    perror("open :");    return -2;    }    //缓冲    char buf[1024];    while(1)    {    //从管道输入读内容到缓冲    ssize_t s = read(fd, buf, sizeof(buf)-1);    if(s > 0)    {        buf[s] = 0;        //从缓冲写到标准输出        write(0,buf,strlen(buf));    }    else if(s == 0)    {        break;    }    }    close(fd);    return 0;}

client：

#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>int main(){    //代开管道文件，写方式打开    int fd = open("./mypipe", O_WRONLY);    if(fd < 0)    {    perror("open :");    return -2;    }    //缓冲    char buf[1024];    while(1)    {    //从标准输入读内容到缓冲    ssize_t s = read(0, buf, sizeof(buf)-1);    if(s > 0)    {        buf[s] = 0;        //从缓冲写到管道中        write(fd,buf,strlen(buf));    }    else if(s == 0)    {        break;    }    }    close(fd);    return 0;}

【命名管道的特点】

     命名管道的特点与匿名管道的特点类似，有一点不同的是，命名管道可以让没有血缘关系的进程之间进行通信，而匿名管道不行

【使用管道时需要注意的四种情况】

1. 如果指向管道写端的文件描述符被关闭，那么当其他进程继续从读端读取数据时，管道中剩下的数据被取走之后在继续读取数据会直接返回0，类似于读到文件末尾。
2. 如果指向管道写端的文件描述符没有关闭，但是进程并不往其中写入内容，当其他进程继续从读端读取数据时，管道中剩下的数据被读取之后在进行读会read阻塞，直到管道中写入新的数据。
3. 如果指向管道读端的文件描述符没有关闭，但是进程并不读任何内容，当其他进程继续从写端写入时，当管道中剩下的空间被写满在次写入会write阻塞，直到管道中的数据被读走。
4. 如果指向管道读端的文件描述符被关闭，当写端进程继续向管道中写数据时，操作系统会向写端的进程发送13号信号，导致进程异常结束。

【管道的大小】

可以使用 ulimit -a来查看

可以看到管道的大小为 512*8 = 4096bytes