拥有梦想是一种智力,实现梦想是一种能力

 

概述

若是一个多线程的进程,由于各个线程共享一个地址空间,可以直接通过变量的形式进行通信。而进程,由于各个进程独占一个地址空间,我们需要一种通信机制来完成进程间的数据交互。本章介绍的是无名管道,进程间的通信机制有以下几种:

  • 无名管道(pipe)
  • 有名管道 (fifo)
  • 信号(signal)
  •  
  • 共享内存(share memory)
  • 消息队列(message queue)
  • 信号灯集(semaphore set)
  •  
  • 套接字(socket)

 

之间有区分与各自的运用场景,其中套接字通常使用在网络服务,其他只能在本地场景下使用。笔者以后会逐一学习,本章介绍无名管道。

 

无名管道

 

无名管道本质

是进程间通信机制,无名管道并不是普通的文件,不属于任何文件系统,并且只存在于内存中

 

无名管道特点

  • 只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信
  • 单工的通信模式,具有固定的读端和写端
  • 无名管道创建时会返回两个文件描述符,分别用于读写管道

 

无名管道通信机制

 pfd[0]保存文件的描述符用于读管道;pfd[1]同样是保存文件的描述符用于写管道。这两个文件构成一个管道!
 

Linux进程通信之无名管道_Linux系统

 

读管道特性

  • 写端存在且有数据时,read返回实际读取的字节数
  • 写端存在但无数据时,进程读阻塞(知道有数据可读.)
  • 写端不存在但有数据时,read返回实际读取的字节数
  • 写端不存在且无数据时,read返回0

写管道特性

  • 读端存在且有空间,write返回实际写入的字节数
  • 读端存在但无空间,进程写阻塞
  • 读端不存在,管道断裂!   进程异常结束

 

pipe创建无名管道

#include  <unistd.h>
int  pipe(int pfd[2]);

  •  成功时返回0,失败时返回EOF
  •  pfd  包含两个元素的整形数组,用来保存文件描述符
  •  pfd[0]用于读管道;pfd[1]用于写管道

 

示例1

分析:子进程1和子进程2分别往管道中写入字符串;父进程读管道内容并打印;

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

int main(void) {
  pid_t pid1, pid2;
  char buf[32];
  int pfd[2];

  if (pipe(pfd) < 0) {
    perror(“pipe”); 
	exit(-1);
  }
  
  if ((pid1 = fork()) < 0) {
    perror(“fork”);  
	exit(-1);
  }
  else if (pid1 == 0) {          //  子进程1
    strcpy(buf, “I’m process1”);
    write(pfd[1], buf, 32);
    exit(0);   
  }
  else {             //  父进程
    if ((pid2 = fork()) < 0) {
      perror(“fork”); exit(-1);
    }
    else if (pid2 == 0) {        //  子进程2
      sleep(1);
      strcpy(buf, “I’m process 2”);
      write(pfd[1], buf, 32);
    }  
    else {        //  父进程
      wait(NULL);
      read(pfd[0], buf, 32);
      printf(“%s\n”, buf);
      wait(NULL);
      read(pfd[0], buf, 32);
      printf(“%s\n”, buf);
    }
  }
  
  return  0;
}       
  

 

 

示例2

获取无名管道的大小

分析:循环写入管道,直到阻塞,count记录统计的循环的次数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc,  char *argv[])
{
   int pfd[2], count = 0;
   char buf[1024];
   
   if (pipe(pfd) < 0)
   {
     perror("pipe");
     exit(-1);	 
   }
   
   while ( 1 )
   {
      write(pfd[1], buf, 1024);
	  printf("wrote %dk bytes\n", ++count);
   }
   
   return  0;
 }