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!
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;
}