进程间通信---管道

1.什么是管道？
管道是一种最基本的进程通信机制，其实质是由内核管理的一个缓冲区，可以形象地认为管道的两端连接着两个需要进行通信的进程，其中一个进程进行信息输出，将数据写入管道； 另一个进程进行信息输入，从管道中读取信息。可以用下图表示
2.管道的分类
（1）匿名管道，我们平时进行操作时，曾经接触过“ls | wc -l”之类的组合。这种命名由管道符号“|”连接的两个或者多个命令组成。这里使用的管道就是匿名管道。
在程序中使用匿名管道时，需要先创建一个管道， Linux 系统中创建匿名管
道的函数为 pipe()。

int pipe(int pipefd[2]);

其参数实质是一个文件描述符。匿名管道只能在有亲缘关系的进程间使用。
匿名管道的通信过程：匿名管道利用 fork 机制
建立，刚创建出的管道，读写两端都连接在同一个进程上，当进程中调用 fork()
创建子进程后，父子进程共享文件描述符，因此子进程拥有与父进程相同的管道。pipe()创建管道后读端对应的文件描述符为 fd[0]， 写端对应的文件描述符为fd[1].
fork()后的父子进程中文件描述符与管道的关系如下图

管道通过pipe()创建时自动打开，关闭应由用户实现。我们要进行父子之间通信。首先关闭父进程的读端（即close(fd[0])),关闭子进程的写端（close(fd[1])）。这样就可以父子通信，当程序结束时，匿名管道自动删除
父子通信的文件描述符与管道间的关系如下图

有亲缘关系的进程，除父子外，还有兄弟进程等具备其它联系的进程。实现这些进程间通信的实质，是关闭多个进程中多余的文件描述符，只为
待通信进程保留读端写端。

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（2）命名管道端，匿名管道没有名字，只能用于有亲缘关系的进程间通信，为了打破这一局限，Linux 中设计了命名管道命名管道又名 FIFO*（first in first out），它与匿名管道
的不同之处在于： 命名管道与系统中的一个路径名关联，以文件的形式存在于文件系统中， 如此，系统中的不同进程可以通过 FIFO 的路径名访问 FIFO 文件，实现彼此间的通信。通信结束后，命名管道不销毁。
linux可以通过kfifo -m 权限 名称称 来创建命名管道。也可以通过下面的函数来创建

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

参数pathname,表示管道文件的路径，参数mode用于指定FIFO的权限。成功调用返回，否则返回-1

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3.命名管道和匿名管道的特点
（1）只能进行单向通信
（2）命名和匿名管道的不同，匿名只能进行由血缘关系进程间的通信，而命名管道可以进行任何不相干进程间的通信，当然也可以进行血缘间的通信。
（3）面向流式服务。
（4）生命周期随进程。
（5）自带同步与互斥机制。

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4匿名管道进行父子间通信的代码

#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<sys/types.h>#include<sys/wait.h>#include<unistd.h>int main(){    int fd[2];    int ret=pipe(fd);                //创建管道    if(ret<0)                        //判断是否成功    {        perror("pipe");        exit(1);    }    pid_t pid=fork();               //创建子进程    if(pid>0)    {        //父进程写信息        close(fd[0]);               //打开写端fd[1]              char* msg="hello world";        write(fd[1],msg,strlen(msg)+1);        close(fd[1]);        sleep(2);    }    else if(pid==0)    {        //子进程读信息        close(fd[1]);   //关闭写端        char buf[1024]={0};        ret=read(fd[0],buf,sizeof(buf));        close(fd[0]);        sleep(3);        write(1,buf,sizeof(buf));    }    return 0;}buf,sizeof(buf));    }    return 0;}

。
命名管道通信
fifo_write.c 表示向管道写数据

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<sys/types.h>#include<string.h>#include<unistd.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>int main(int argc,char* argv[]){    int ret=access("./myfifo",F_OK);//判断fifo是否存在    if(ret<0)                       //若fifo不存在就创建fifo    {        int r=mkfifo("./myfifo",0664);         if(r<0)                     //判断文件是否创建成功        {            perror("mkfifo");            exit(2);        }        else        {            printf("fifo creat succsee\n");        }    }    int fd=open("./myfifo",O_WRONLY);  //以读的方式打开文件    while(1)                           //循环写入数据    {        char *p="hello bit!";        write(fd,p,strlen(p)+1);        sleep(2);    }    close(fd);    return 0;}

fifo_read.c 表示从管道拿数据

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<string.h>#include<fcntl.h>int main(){    int fd=open("./myfifo",O_RDONLY);  //以只读的方式打开    if(fd<0)                           //是否打开文件成功{    perror("open");    exit(1);}    while(1)                           //循环读入数据{     char buf[1024]={0};    read(fd,buf,sizeof(buf));    printf("buf=%s\n",buf);    sleep(2);}    close(fd);    return 0;}

运行结果

接收端结果