Java使用管道实现进程间通讯

常见的进程间通信方式：

• 管道通信
• 共享内存
• Socket

Java进程通讯

Java没有共享内存机制，同时Java的管道也只能用于Java线程间的通讯。
下面是一个关于Java的管道简单的介绍：

Java提供管道功能，实现管道通信的类有两组：PipedInputStream和PipedOutputStream或者是PipedReader和PipedWriter。管道通信主要用于不同线程间的通信。一个PipedInputStream实例对象必须和一个PipedOutputStream实例对象进行连接而产生一个通信管道。PipedOutputStream向管道中写入数据，PipedIntputStream读取PipedOutputStream向管道中写入的数据。一个线程的PipedInputStream对象能够从另外一个线程的PipedOutputStream对象中读取数据。

看来Java只能通过Socket实现进程间通讯了。Socket本身确实具有很好的通用性，而且可以跨主机通讯。但是Scoket本身也有一些弱点，如效率相对其他方式较低，开发成本较高等。最重要的是，这篇文章我们要介绍的是Java如何使用PIPE实现进程间通讯。所以只好委屈一下Socket了。

Java通过管道实现进程通讯

管道的本质

首先，我们需要说明一个基本概念：什么是管道？
管道是Linux中很重要的一种通信方式,是把一个程序的输出直接连接到另一个程序的输入,常说的管道多是指无名管道,无名管道只能用于具有亲缘关系的进程之间，这是它与有名管道的最大区别。有名管道叫named pipe或者FIFO(先进先出)，可以用函数mkfifo()创建。

Linux管道的实现机制

从本质上说，管道也是一种文件，但它又和一般的文件有所不同，管道可以克服使用文件进行通信的两个问题，具体表现为：·
1)限制管道的大小。实际上，管道是一个固定大小的缓冲区。在Linux中，该缓冲区的大小为1页，即4K字节，使得它的大小不象文件那样不加检验地增长。使用单个固定缓冲区也会带来问题，比如在写管道时可能变满，当这种情况发生时，随后对管道的write()调用将默认地被阻塞，等待某些数据被读取，以便腾出足够的空间供write()调用写。
2)读取进程也可能工作得比写进程快。当所有当前进程数据已被读取时，管道变空。当这种情况发生时，一个随后的read()调用将默认地被阻塞，等待某些数据被写入，这解决了read()调用返回文件结束的问题
注意：
从管道读数据是一次性操作，数据一旦被读，它就从管道中被抛 弃，释放空间以便写更多的数据。

管道的结构

**在Linux 中，管道的实现并没有使用专门的数据结构，而是借助了文件系统的file结构和VFS的索引节点inode。
过将两个file 结构指向同一个临时的VFS 索引节点，而这个VFS引节点又指向一个物理页面而实现的。**

Java如何使用管道通讯

在Java的JDK中提供了4个类来使线程间可以相互通信：

1）PipedInputSteam和PipedOutputStream
2）PipedReader和PipedWriter

ThreadWrite类，发送数据的线程。

import java.io.IOException;import java.io.PipedWriter;public class ThreadWrite extends Thread{    private PipedWriter out;    public ThreadWrite(PipedWriter out){        super();        this.out = out;    }    @Override    public void run(){        try{            System.out.println("write:");            for(int i=0;i<300;i++){                String outData = ""+(i+1);                out.write(outData);                System.out.print(outData);            }            System.out.println();            out.close();        }catch (IOException e){            e.printStackTrace();        }    }}

ThreadRead类，读取数据的线程。

import java.io.IOException;import java.io.PipedReader;public class ThreadRead extends Thread{    private PipedReader input;    public ThreadRead(PipedReader input){        super();        this.input = input;    }    @Override    public void run(){        try{            System.out.println("read:");            char[] byteArray = new char[100];            int readLength = input.read(byteArray);            while (readLength!=-1){                String newData = new String(byteArray,0,readLength);                System.out.print(newData);                readLength = input.read(byteArray);            }            System.out.println();            input.close();        }catch (IOException e){            e.printStackTrace();        }    }}

测试类：

import java.io.PipedReader;import java.io.PipedWriter;public class RunTest {    public static void main(String[] args){        try{            PipedReader pipedReader = new PipedReader();            PipedWriter pipedWriter = new PipedWriter();            //inputStream.connect(outputStream);            pipedWriter.connect(pipedReader);   //将pipedWriter和pipeRead通过connect相连            ThreadRead threadRead = new ThreadRead(pipedReader);    //启动读线程            threadRead.start();            Thread.sleep(2000);            ThreadWrite threadWrite = new ThreadWrite(pipedWriter);  //启动写线程            threadWrite.start();        }catch (IOException e){            e.printStackTrace();        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }}