linux下管道通信

什么是管道？

 

      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）在管道的尾部写入数据，另一个进程（读进程）从管道的头部读出数据。

管道的分类

 

  管道包括无名管道和命名管道两种，前者用于父进程和子进程间的通信，后者可用于运行于同一系统中的任意两个进程间的通信。

无名管道的创建

  无名管道由pipe( )函数创建：

   int pipe（int filedis[2]）;

   当一个管道被创建时，它会创建两个文件描述符：filedis[0]用于读管道，filedis[1]用于写管道。

        管道通信示意图如图1所示：

                                                                

                                                                                               图1   管道通信示意图

 

管道关闭

 

    关闭管道只是将两个文件描述符关闭即可，可以使用普通的close函数逐个关闭。

无名管道读写

 

    管道用于不同进程间通信。通常先创建一个管道，再通过fork函数创建一个子进程，该子进程会继承父进程创建的管道。注意事项：必须在系统调用fork（）前调用pipe（），否则子进程将不会继承文件描述符。否则，会创建两个管道，因为父子进程共享同一段代码段，都会各自调用pipe（），即建立两个管道，出现异常错误。无名管道读写过程如图2所示：

                                                                             

                                                                                                 图2 无名管道读写示意图

无名管道实例：

#include <unistd.h>  #include <sys/types.h>  #include <errno.h>  #include <stdio.h>  #include <string.h>  #include <stdlib.h>    /*  * 程序入口  * */  int main()  {      int pipe_fd[2];      pid_t pid;      char buf_r[100];      char* p_wbuf;      int r_num;            memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));            /*创建管道*/      if(pipe(pipe_fd)<0)      {          printf("pipe create error\n");          return -1;      }            /*创建子进程*/      if((pid=fork())==0)  //子进程执行序列      {          printf("\n");          close(pipe_fd[1]);//子进程先关闭了管道的写端          sleep(2); /*让父进程先运行，这样父进程先写子进程才有内容读*/          if((r_num=read(pipe_fd[0],buf_r,100))>0)          {              printf("%d numbers read from the pipe is %s\n",r_num,buf_r);          }             close(pipe_fd[0]);          exit(0);      }      else if(pid>0) //父进程执行序列      {          close(pipe_fd[0]); //父进程先关闭了管道的读端          if(write(pipe_fd[1],"Hello",5)!=-1)              printf("parent write1 Hello!\n");          if(write(pipe_fd[1]," Pipe",5)!=-1)              printf("parent write2 Pipe!\n");          close(pipe_fd[1]);          waitpid(pid,NULL,0); /*等待子进程结束*/          exit(0);      }      return 0;  }  

命名管道

 

命名管道和无名管道基本相同，但也有不同点：无名管道只能有父进程使用；但是通过命名管道，不相关的进程也能交换数据。

命名管道的创建

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode)

pathname:FIFO文件名

mode:属性（与文件操作相同）
一旦创建了一个FIFO,就可以用open打开它，一般的文件访问函数(close,read,write)都可以用于FIFO

当打开FIFO时，非阻塞标志(O_NONBLOCK)

将对以后的读写产生如下影响：

1 没有使用 O_NONBLOCK：访问要求无法满足时进程阻塞。如读取空的FIFO时，或者FIFO已满时。

2 使用O_NONBLOCK：访问要求无法满足时不阻塞，立即出错返回，error是ENXIO。

FIFO读进程：

#include <sys/types.h>  #include <sys/stat.h>  #include <errno.h>  #include <fcntl.h>  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <string.h>  #define FIFO "/tmp/myfifo"    /*  * 程序入口  * */  int main(int argc,char** argv)  {      char buf_r[100];      int  fd;      int  nread;        printf("Preparing for reading bytes...\n");      memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));            /* 打开管道 */      fd=open(FIFO,O_RDONLY|O_NONBLOCK,0);      if(fd==-1)      {          perror("open");          exit(1);          }      while(1)      {          memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));                    if((nread=read(fd,buf_r,100))==-1)          {              if(errno==EAGAIN)                  printf("no data yet\n");          }          printf("read %s from FIFO\n",buf_r);          sleep(1);      }      close(fd); //关闭管道      pause(); /*暂停，等待信号*/      unlink(FIFO); //删除文件  }  

FIFO写进程：

#include <sys/types.h>  #include <sys/stat.h>  #include <errno.h>  #include <fcntl.h>  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <string.h>  #define FIFO_SERVER "/tmp/myfifo"    /*  * 程序入口  * */  int main(int argc,char** argv)  {      int fd;      char w_buf[100];      int nwrite;            /*创建有名管道*/      if((mkfifo(FIFO_SERVER,O_CREAT|O_EXCL|O_RDWR)<0)&&(errno!=EEXIST))      {          printf("cannot create fifoserver\n");      }        /*打开管道*/      fd=open(FIFO_SERVER,O_WRONLY |O_NONBLOCK,0);      if(fd==-1)      {          perror("open");          exit(1);      }            /*入参检测*/      if(argc==1)      {          printf("Please send something\n");          exit(-1);      }      strcpy(w_buf,argv[1]);            /* 向管道写入数据 */      if((nwrite=write(fd,w_buf,100))==-1)      {          if(errno==EAGAIN)              printf("The FIFO has not been read yet.Please try later\n");      }      else       {          printf("write %s to the FIFO\n",w_buf);      }      close(fd); //关闭管道      return 0;  }  

运行结果，当向FIFO中写入数据时，能够从FIFO中读出来~

注：例程来自国嵌