12----进程间的通信：管道

来源：互联网发布：游戏编程培训学费多少编辑：程序博客网时间：2024/05/09 08:37

一. IPC

1. 基于文件

1.1 无序文件

1.2 有序文件

管道：

有名

无名

socket

2. 基于内存

2.1 无序内存

2.1.1 匿名内存

2.1.2 共享内存

2.2 有序内存

2.2.1 消息队列

3. 同步：基于内存IPC应用（共享内存数组）

信号量/ 信号灯

二. 命名管道（FIFO）

命名管道是一种特殊类型的文件。

1.创建管道文件

       #include <sys/types.h>
       #include <sys/stat.h>

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

(1)fifoA.c 文件

建立管道文件

打开管道文件

写数据

关闭管道文件

删除管道

(2) fifoB.c

打开管道

读数据

关闭管道

// fifoA.c#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <signal.h>int fd;int i = 0;const char *filename = "/tmp/my.pipe";void deal(int s){// 3.关闭管道   close(fd);//4.删除管道unlink(filename);exit(0);}main(){signal(SIGINT,deal);//1. 建立管道mkfifo( filename,0666);//2. 打开管道fd = open(filename,O_RDWR);while(1){ // 每个1s写数据sleep(1);write(fd,&i,sizeof(4));++i;}}

// fifoB.c#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <signal.h>int fd;const char* filename = "/tmp/my.pipe";void deal(int s){// 关闭管道close(fd);exit(-1);}main(){int i;signal(SIGINT,deal);//建立管道mkfifo(filename,0666);// 打开管道fd = open(filename,O_RDWR);// 读取数据while(1){read(fd,&i,sizeof(i));printf("%d\n",i);}}

实例解析：程序A循环发送数据，程序B循环接收数据。无论那个程序接收到中断信号（Ctrl + C）,都会执行FIFO文件的删除工作。

总结：

（1）read没有数据，read就会阻塞，程序挂起。而read后数据是被删除的。

（2）数据有序。

（3）打开的描述符号可以读写（two-way 双工）

（4）管道文件关闭后，数据不持久。

（5）管道的数据存储在内核缓冲中。（可以说数据没有写入文件中）

三.匿名管道

有名管道的名字仅仅是内核，是否返回一个fd标识（zhi）符。

在父子进程之间：打开文件描述符后创建进程。

父子进程都有文件描述符。管道文件名没有价值了。

所以在父子进程中引入一个没有名字的管道：匿名管道。

结论：匿名管道只能使用在父子进程之间。

1. 匿名管道的创建

       #include <unistd.h>

       int pipe(int pipefd[2]);

       #define _GNU_SOURCE             /* See feature_test_macros(7) */
       #include <fcntl.h>              /* Obtain O_* constant definitions */
       #include <unistd.h>

       int pipe2(int pipefd[2], int flags);
     fd[0]: 只读（不能写）

fd[1]: 只写（不能读）

案例：匿名管道的创建。

#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <string.h>int main(){int fd;int file_pipes[2];const char data[] ="自强不息，知行合一";char bufer[BUFSIZ + 1];memset(bufer,0,sizeof(bufer));if(pipe(file_pipes) == 0){if(fork() == 0) // child{    //sleep(1);fd = read(file_pipes[0],bufer,BUFSIZ);printf("Read %d bytes:%s\n",fd,bufer);exit(0);}else // fild{fd = write(file_pipes[1],data,strlen(data));printf("Wrot %d bytes\n",fd);}}exit(0);}

实验解析：这个程序使用 pipe 函数创建一个管道，接着fork函数创建一个新进程。创建成功后，父进程写数据到管道中，而子进程从管道中读取数据。

综合案例：

（1）建立两个子进程：

一个负责计算： 1-50000 的素数

另一个负责计算： 50001-1000000

（2）父进程负责存储。

//demo2.c#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <signal.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>int idx = 0;int fddata;/// 信号处理函数void deal(int s){int status;if(s == SIGCHLD){wait(&status);idx++;if(idx == 2){close(fddata);printf("任务完成\n");exit(-1);}}}int isprimer(int s){int i = 2;for(i; i<s; ++i){if(s%i== 0)return 0;}return 1;}main(){int a,b;int id = 1;int fd[2];signal(SIGCHLD,deal);pipe(fd);/// 创建有名管道while(1){if(id == 1){a=2;b=50000;}if(id == 2){a=50001;b=100000;}if(fork()){id++;if(id > 2)break;continue;}else{ /// 子进程int i;close(fd[0]);for(i=a; i<=b;++i){if(isprimer(i)){write(fd[1],&i,sizeof(int));}}printf("[%d]任务完成!\n",getpid());exit(0);}}int re;char buf[20];// 打开文件准备存储close(fd[1]);fddata = open("/tmp/result.txt",O_RDWR | O_CREAT,0666);while(1)// 父进程{read(fd[0],&re,sizeof(int));sprintf(buf,"%d\n",re);write(fddata,buf,strlen(buf)); ///以流的方式写入文件}}

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