Linux进程通信之管道（匿名，命名）

进程间通信产生的条件：

　　每个进程各⾃自有不同的⽤用户地址空间,任何⼀一个进程的全局变量在另⼀一个进程中都看不到 所以进 程之间要交换数据必须通过内核,在内核中开辟⼀一块缓冲区,进程1把数据从⽤用户空间 拷到内核缓 冲区,进程2再从内核缓冲区把数据读⾛走,内核提供的这种机制称为进程间通信 (IPC,InterProcess Com)
　　管道就是进程间通信最基本的一种通信方式。
　　管道是一种IPC机制，由pipe函数创建：
　　

#include <unistd.h  >int pipe(pipefd[2]);

　　管道由父进程创建，得到两个文件描述符指向管道的两端。再由父进程创建子进程，此时，子进程继承了父进程的文件描述符表，管道算作一个公共资源，这样父子进程都可以看到这块空间，可以对这块空间进行读写操作。
　　管道是由pipe函数在系统内核中开辟的一块公共空间，两个进程均可访问这快空间，即形成了进程间的通信。简而言之，进程通信就是一块公共资源，不同的进程选择的读写方式不同，就造成了进程之间的通信。管道有两个端口（可以想象成现实生活中的管子），一个端口为读端口，另一个端口是写端口，管道的读写端通过一个只有两个元素的数组确定，pipe函数的参数pipefd[2],其中pipefd[0]为读端，pipefd[1]位写端。
　　其实，pipefd的两个成员就相当于文件描述符表中的stdout和stdin。如图：
　　
　

匿名管道：

　　但是，进程间使用匿名管道通信的缺点也很明显：
　　1、只能在有血缘关系的进程间通信；
　　2、管道的具有单向导通性；
　　关于第一点，很好理解，即：父进程创建了一个子进程，那么这两个进程就具有血缘关系，所以可以使用匿名管道通信，或者说子进程又创建了一个孙子进程，那么父进程和孙子进程也可以进行基于匿名管道的通信。
　　第二个：管道的单向导通性，这个性质在稍后讲的命名管道也存在。即：若是已经决定由父进程向子进程发送数据，那么之后就不可更改，只能由父进程发，子进程收，期间不肯可能由子进程发，父进程收可能性存在。
　　

管道的自带互斥同步机制

　　
　　假设：子进程向父进程发送数据。
　　有没有存在这样一个情况，子进程准备发送的数据为：”hello,father!”，但是在写完hello或者正在写，father的时候，父进程来读取数据，只将hello读走，或读走了一些无效数据，这不是就造成了通信的错误吗？
　　所以管道自带了互斥与同步机制，写端在写数据且没有写完时，读端是不可能访问管道这块公共资源的，就好像有一个守门人在看着这块公共资源，有一个人进去了，另一个人只能等着。
　　
　　

匿名管道的五大性质：

　　1、单向导通性；
　　2、只能用于存在血缘关系的进程间通信；
　　3、面向数据流；
　　4、管道的生命周期为“随进程”；
　　5、管道为空时，则停止读取。
　　
　　何为管道的生命周期“随进程”？很好理解，即：进程结束，管道消失。
　　那为什么管道为空时，要强制停止读取，因为一直在读取的操作浪费了系统的资源，系统需要停止这一个无用的操作。

　　简单的代码实现：
　　

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <string.h>int main(){    int fp[2];  //一组文件描述符    //注意：管道的创建一定要在子进程创建之前    int p = pipe(fp);//创建管道    char buff[32];    int i=10;    pid_t id = fork();    if(p<0)    {        perror("pipe");        return -1;    }    if(0 == id)//子进程    {        close(fp[0]);//关闭子进程的读端，只让子进程写        char str[]="hello,world!";        while((i--)>0)//循环10次        {            write(fp[1],str,strlen(str));            printf("child write: %s\n",str);            sleep(1);        }    }    else//父进程    {        sleep(1);        close(fp[1]);//关闭父进程的写端，只允许父进程读        int a = 0;        while((i--)>0)        {            ssize_t s = read(fp[0],buff,sizeof(buff));            buff[s-1]=0;//读了s个数据，在末尾加上'\0'，使输出时只输出写的数据            printf("father read: %d %s\n",a++,buff);            sleep(1);        }    }    return 0;}

命名管道

　　命名管道的性质与匿名管道的性质相同，只有几点不同，但是正是这几点才是二者的却别所在。

命名管道的性质

相同点：
　　1、单向导通性——只要是管道，就摆脱不了这个性质；
　　2、面向数据流通信；
　　3、管道为空，则停止读取数据；
不同点：
　　1、生命周期“随内核”；
　　2、可以进行不同进程间的通信，不局限于只有血缘关系的进程。

　　命名管道的创建使用mkfifo函数
　　

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

　　pathname表示管道的名称或路径，mode表示管道的权限，跟umask的设置相同。
　　地爱用此函数就会创建一个命名管道，可以在调用此函数后返回创建管道的路径下面搜索，就会发现一个管道文件，这个现象就表明了命名管道的声明周期是随内核的。期间除非手动删除，否则不会消失。
　　
　　此时需要编写两个文件，即表示两个毫不相干的进程，一个使用写端写数据，另一个使用读端读数据。
　　创建管道完成后，使用open函数打开管道，使用相应的”O_WDONLY”,”O_WRONLY”来标明创建的读写方式。
　　代码实现：
　　

server.c//创建管道并发送数据#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>int main(){    char* pipe_name="./myfifo";//管道名称    int open_code=O_WRONLY;//打开管道的放式为只写    char buff[1024];    if(access(pipe_name,F_OK)<0)//判断管道是否已经存在,不存在则创建    {        int fifoid = mkfifo(pipe_name,0666);        if(fifoid<0)        {            perror("mkfifo");            return -1;        }    }    int pipefd = open(pipe_name,open_code);//打开管道    if(pipefd<0)    {        perror("open");        return -2;    }    while(1)    {        printf("SERVER TO CLIENT------->WRITE\n");        ssize_t s = read(0,buff,1024);//从标准输入读取数据，即读取键盘的输入作为写入管道的数据        buff[s]=0;        write(pipefd,buff,1024);    }    close(pipefd);//关闭管道    return 0;}client.c//读数据#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>int main(){    //管道在server.c已经创建好，不用再次创建，只需打开就行。    char* pipe_name="myfifo";    int open_mode=O_RDONLY;//打开方式为只读    char buff[1024];    int pipeid=open(pipe_name,open_mode);//打开管道    if(pipeid<0)    {        perror("open");        return -1;    }    while(1)    {        ssize_t s=read(pipeid,buff,1024);        buff[s]=0;        if(s=0)        {            printf("no one send something to you\n");            return -3;        }        printf("erver to lient------->read:%s\n",buff);    }    return 0;}

运行截图：

server.c写端：

　　client.c读端：

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