进程间通信-----管道

1、概念：一个进程将它的数据发送给另一个进程

2、管道通信

2.1、概念：
管道是单向的、先进先出的，它把一个进程的输出和另一个进程的输入连接在一起。一个进程（写进程）在管道尾部写入数据，另一个进程（读进程）从管道的头部读出数据。

2.2：简单的程序间的数据传输 popen
两个程序之间传递数据的一种简单方法是使用popen和pclose。

格式：FILE *popen(const char *command, const char *type);

popen函数允许一个程序将另一个程序作为新进程来启动，并可以传递数据给它或者通过它接收数据。command字符串是要运行的程序名和相应的参数。type必须是”r”或”w”。

如果type是”r”，被调程序的输出就可以被调用程序使用，调用程序利用popen函数返回的FILE *文件流指针，可以读取被调程序的输出；如果type是”w”，调用程序就可以向被调程序发送数据，而被调程序可以在自己的标准输入上读取这些数据。

pclose格式:int pclose(FILE *stream);

pclose函数只在popen启动的进程结束后才返回。如果调用pclose时它仍在运行，pclose将等待该进程的结束。

看代码：利用模型ps - ef |grep a.out（ps - ef的结果通过管道传给grep a.out）

#include <stdio.h>#define SIZE 1024*100int main(){    FILE *fp = popen("ps -ef", "r");//读取调用程序ps-ef的运行结果到文件指针fp,在读到缓冲区；    if (fp == NULL)    {        perror ("popen");        return -1;    }    char buf[SIZE] = {0};    int ret = fread(buf, sizeof(char), SIZE-1, fp);    // printf ("读到的数据:\n %s\n", buf);    FILE *fp2 = popen("grep a.out", "w");    if (fp2 == NULL)    {        perror ("popen");        return -1;    }    fwrite (buf, sizeof(char), ret, fp2);//缓冲区的数据写到程序grep a.out中;给fp2传数据；    printf ("写入完成\n");    pclose (fp);    pclose (fp2);    return 0;}

2.3、无名管道(用于父子间数据通信)

（1）无名管道由pipe()函数创建：

int pipe(int filedis[2])

当创建这个函数的时候会创建两个文件描述符一个fd[0]代表读，一个fd[1]代表写，存放在数组里边；

（2）代码例子

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <string.h>#define SIZE 1024// 子进程通过管道从父进程接收数据void child_do(int *fd){    // 将管道的写端关闭    close (fd[1]);    char buf [SIZE];    while (1)    {        // 从父进程读取数据        int ret = read (fd[0], buf, SIZE-1);        if (ret == -1)        {            perror ("read");            break;        }        buf[ret] = '\0';        printf ("子进程读到 %d 字节数据： %s\n", ret, buf);    }    // 关闭读端    close (fd[0]);}// 父进程通过管道向子进程发送数据void father_do(int *fd){    // 将管道读端关闭    close (fd[0]);    char buf[SIZE];    while (1)    {        fgets (buf, SIZE, stdin);        // 向子进程发送数据        int ret = write (fd[1], buf, strlen(buf));        printf ("父进程发送了 %d 字节数据\n", ret);    }    // 关闭写端    close (fd[1]);}int main(){    int fd[2];    // 创建管道    int ret = pipe(fd);    if (ret == -1)    {        perror ("pipe");        return -1;    }    // 创建子进程    pid_t pid = fork();    switch (pid)    {        case -1:            perror ("fork");            break;        case 0:   // 子进程            child_do(fd);            break;        default:            father_do(fd);            break;    }    return 0;}

注意点：
1.先创建管道再fork()创建子进程，因为创建的子进程会复制一份父进程的代码到自己的进程，继承的还是那一个管道，所以这样父子进程公用一个管道，要是先fork（）再创建管道，这就是两个进程创建了两个管道了！
2.虽然是共用同一个管道，但是父子进程他们分别都会有自己的读端和写端，现在有两个读端，两个写端指向这个管道，所以我们在操作的时候需要关掉一个读和写！
3.当读端都被关闭了之后，要是继续往管道写数据的话，会发生错误，进程会收到内核传来的错误信号；此进程结束！（如果管道所有的读端都被关闭，继续写数据系统默认的操作是使程序退出）

2.4、有名管道

（1）创建

int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode)

当创建这个函数的时候会创建两个文件描述符一个fd[0]代表读，一个fd[1]代表写，存放在数组里边；
参数解释：
pathname: FIFO文件名
mode:属性（权限和设置文件权限一样可读or可写or可执行）;
注意：
一旦创建了一个FIFO,就可用open打开它，一般的文件访问函数（close、read、write等）都可用于FIFO。

创建代码：

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int main(){    int ret = mkfifo("/home/mkfifo", 0777);    if (ret == -1)    {        perror ("mkfifo");        return -1;    }    return 0;}

（2）例子
上边已经创建好了那个命名管道，现在我们就用两个程序打开那个管道，程序1在一段给他写数据，程序2 在另一端给他读数据；

程序1（写数据）：

<string.h>#include <fcntl.h>#define SIZE 1024int main(){    //打开了管道，给一个描述符；    int fd = open("/home/mkfifo", O_WRONLY);    if (fd== -1)    {        perror ("mkfifo");        return -1;    }    char buf[SIZE];    while (1)    {        fgets (buf, SIZE, stdin);        //缓冲区写进管道；        write (fd, buf, strlen(buf));    }    return 0;}

程序2（读数据）：

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#define SIZE 1024int main(){    int fd = open("/home/mkfifo", O_RDWR);    if (fd == -1)    {        perror ("mkfifo");        return -1;    }    char buf[SIZE];    while (1)    {        //在管道一段读取数据，读到缓冲区，打印输出到屏幕上；        int ret = read (fd, buf, SIZE);        buf[ret] = '\0';        printf ("读到 %d 字节: %s\n", ret, buf);    }    return 0;}

注意点：
当打开命名管道时，非阻塞标识（O_NONBLOCK）将对以后的读写产生影响，也就是没有使用O_NONBLOCK:访问要求无法满足时进程将阻塞。
要是使用了O_NONBLOCK之后遇到要求无法满足的情况的时候会返回error直接返回；