进程间的通信--（一）管道

进程间的通讯方式有很多种：管道通信，共享内存，消息队列，信号量、远程过程调用，以及网络部分的通过套接字（socket）来通讯，首先我们来了解一下管道通信。

一、管道

引入：在现实中的一些管道，比如水管、气管都起着运输作用，在进程通信中管道也起着对信息数据的承载运输作用，所谓管道通信就是开辟一块空间，进程在里面进行读写（如图一所示），这一块空间就是我们所说的管道文件，那管道文件和我们普通的文件有什么不同呢？为什么我们不能开辟一个普通文件进行读写呢？

 

基本信息：通信分为半双工通信、全双工通信。半双工通信就是指通信双方不能同时进行通信，只能一段发送一端接收，全双工通信是指通信双方即可发送消息也可接收消息。我们现在所说的管道通信就是半双工通信。之所以把管道设为半双工通信原因：A进程既可写可读，B可读的情况，当A写入一个数据时，读数据所读取的数据也可能是自己写入的数据，没有意义。

类别：管道分为有名管道和无名管道

1、有名管道：应用于任意两个进程之间的单向传递，文件目录树（在磁盘中存储）中有一个标识，仅仅占用了一个结点，没有占用磁盘上的任何内存，在使用中数据缓存在内存里，只在使用时开辟内存，读取一次后自动清空。

注：Linux文件系统中，每一个存放在磁盘上的文件由两部分组成：数据块：实际存放文件数据的磁盘块；inode：Linux内部用于描述文件特性的数据结构。inode含有关于文件的大部分信息，包括文件数据块。

不使用普通文件的原因：普通文件从磁盘进行io操作，耗费时间；管道是在内存上重新开辟一块空间，读写数据时，直接在内存上读取

2、无名管道：

定义：相对于有名管道，使用时产生，不使用时释放，不在系统上有任何痕迹，无名管道因其没有任何标识，所以只能应用于父子进程之间，子进程会拷贝父进程的文件表数组，其拷贝是浅拷贝，只是定义了一个指针，其共享一个文件描述符

使用：

1、有名管道

创建：（以命令方式）mkfifo +文件名   函数方式   谁调用命令

打开：open以只写打开管道文件时，没有文件以读/读写方式大开时，函数不返回

写入：write(fd,buff,size);

读取：read(fd,buff,size);读取数据并把数据清空？？memset

关闭:close(fd);

2、无名管道

创建打开：（以函数方式）int pipe(int fd[2])形参加中括号相当于指针  

fd[0] ，读 fd[1]写，实质上是一个文件描述符指向文件

写write(fd[0],buff,size)

读read(fd[1],buff,len)

关close(fd[1]);close(fd[0]);

代码：有名管道

写端代码：

#include<stdio.h>  #include<fcntl.h>  #include<string.h>  #include<unistd.h>  #include<stdlib.h>  #include<assert.h>       void  main()    {       int fd=open("FIFO",O_WRONLY);        assert(fd!=-1);        printf("open success\n");        char buff[128]={0};        while(1)       {           printf("please input:");           fgets(buff,128,stdin);           write(fd,buff,strlen(buff)-1);           if(strncmp(buff,"end",3)==0)           {                exit(0);            }        }       close(fd);   }

读端：

#include<stdio.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>#include<assert.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>void main(){   int fd=open("FIFO",O_RDONLY);   assert(fd!=-1);   printf("open success\n");   char buff[128]={0};   int count=0;   while(1)   {      read(fd,buff,127);      printf("read: %s\n",buff);      count++;      if(strncmp(buff,"end",3)==0)      {         printf("word number:\n",count);           break;      }     }   close(fd); }

无名管道：

#include<stdio.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<assert.h> void  main()  {     int fd[2]={0};     int pipe1=pipe(fd);     pid_t pid=fork();     if(pid==0)     {       close(fd[1]);       //printf("this is child\n");         char buff[128]={0};         while(1)         {            read(fd[0],buff,127);            printf("read:%s\n",buff);            if(strncmp(buff,"end",3)==0)             {                 break;             }         }       }      else      {       //  printf("this is parent\n")           close(fd[0]);           while(1)           {               char buff[128]={0};               printf("please input:\n");               fgets(buff,128,stdin)；               write(fd[1],buff,strlen(buff)-1);               if(strncmp(buff,"end",3)==0)               {                   break;               }                 sleep(3);             }          }        close(fd[1]);        close(fd[2]);       }


未解决问题：把管道文件的标识符放在磁盘上？为什么
磁盘，内存存储方式
管道的默认值是多少？能不能修改管道大小？
管道操作的内核实现（空间的大小，读写偏移量的变化 ）