进程间通信( 管道 )
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进程间通信( 管道 )
前言
进程间通信: 进程间的几种通信方式的学习(管道, 共享内存, 消息队列, 信号量) 为什么进程间无法直接进行通信? 因为进程之间具有独立性, 每个进程访问的都是自己的独立的虚拟地址空间, 使用的都是虚拟地址, 通过页表映射到物理内存. 因此就算将数据的内存地址交给其他进程, 其他进程也无法访问(当然其实也无法直接给), 只能通过操作系统提供的几种方式来进行. 本质上来说是操作系统为多个进程提供了一处公共的数据传输媒介（内存）。一、管道
| 管道 | 用于传输数据 |
|---|---|
| 特性 | 半双工通信–可以选择方向的单向通信 |
| 本质 | 管道就是内核中的一块缓冲区（内存） |
| 分类 | 匿名管道，命名管道 |
int pipe(int pipefd[2])
代码如下（示例）：
1 #include2 #include 3 #include 4 #include 5 int main() 6 { 7 int pipefd[2]; 8 int ret = pipe(pipefd); 9 if(ret < 0){ 10 perror("pipe error"); 11 return -1; 12 } 13 pid_t pid = fork(); 14 if(pid < 0){ 15 perror("fork error"); 16 exit(-1); 17 }else if(pid == 0){ 18 //child 19 char buf[1024] = { 0}; 20 int ret = read(pipefd[0], buf, 1023); 21 if(ret < 0){ 22 perror("read error"); 23 return -1; 24 } 25 printf("buf:%s\n", buf); 26 }else{ 27 //parent 28 char *ptr = "今天好困呐!!\n"; 29 int ret = write(pipefd[1], ptr, strlen(ptr)); 30 if(ret < 0){ 31 perror("write error"); 32 return -1; 33 } 34 printf("写入成功\n"); 35 } 36 return 0; 37 }
结果:
通常情况下, 父子进程运行的顺序是不一定的, 一般情况下, 父进程先于子进程运行. 但在这里, 子进程明显先于父进程运行, 这是由于管道的特性所决定的. 管道中的读取特性 : 1.若管道中没有数据则read会阻塞，管道中数据满了，则write会阻塞。 2.若管道的所有读端被关闭，则write会触发异常--导致进程退出; 3.若管道的所有写端被关闭，则read读完所有数据后返回0； 1.若管道中没有数据则read会阻塞，管道中数据满了，则write会阻塞。 
3.若管道的所有写端被关闭，则read读完所有数据后返回0； 
shell中的管道符： | --连接两个命令，将前边命令的结果交给后边命令进行处理 ps -ef | grep pipe模拟实现 ps -ef：将系统中的进程信息写入标准输出 grep pipe：不断从标准输入读取数据，进行匹配过滤. 使用管道连接两个命令之后，将ps进程原本要写入标准输出的数据，不再 写入标准输出，而是通过管道写入端写入管道。grep进程原本从标准输入读取数据，修改为从管道读取端读取数据，进行匹配过滤 1.当前进程作为shell进程，所有命令都是子进程完成的； 2.创建匿名管道； 3.创建一个子进程，先进行标准输出重定向到管道写入端，然后经过程序替换运行ps -ef指令； 4.创建一个子进程，先进行标准输入重定向到管道读取端，然后经过程序替换运行grep pipe指令； 5.子进程等待两个父进程退出； 注意：在进程中把不使用的管道一端一定要关掉，防止一些不必要的问题
1 #include2 #include 3 #include 4 #include 5 int main() 6 { 7 int pipefd[2]; 8 int ret = pipe(pipefd); 9 if(ret < 0){ 10 perror("pipe error"); 11 return -1; 12 } 13 if(fork() == 0){ 14 dup2(pipefd[1], 1); 15 execlp("ps", "ps", "-ef", NULL); 16 exit(-1); 17 } 18 if(fork() == 0){ 19 dup2(pipefd[0], 0); 20 execlp("grep","grep", "pipe", NULL); 21 exit(-1); 22 } 23 wait(NULL); 24 wait(NULL); 25 return 0; 26 }
代码操作:
int mkfifo(const char*pathname,mode_t mode);
1 #include2 #include 3 #include 4 #include 5 #include 6 #include 7 int main() 8 { 9 umask(0); 10 char *fifo_name = "./test.fifo"; 11 int ret = mkfifo(fifo_name, 0664); 12 if(ret < 0 && errno != EEXIST){ 13 perror("mkfifo error"); 14 return -1; 15 } 16 //open(文件名, 打开方式, 权限) 17 int fd = open(fifo_name, O_RDONLY); 18 if(fd < 0){ 19 perror("open error"); 20 return -1; 21 } 22 printf("open fifo success\n"); 23 return 0; 24 }
程序阻塞
命名管道的打开特性： 如果命名管道以只读的方式打开，会阻塞直到这个管道被以写的方式打开； 如果命名管道以只写的方式打开，会阻塞直到这个管道被以读的方式打开； 
1 #include2 #include 3 #include 4 #include 5 #include 6 #include 7 #include 8 int main() 9 { 10 umask(0); 11 char *fifo_name = "./test.fifo"; 12 int ret = mkfifo(fifo_name, 0664); 13 if(ret < 0 && errno != EEXIST){ 14 perror("mkfifo error"); 15 return -1; 16 } 17 int fd = open(fifo_name, O_WRONLY); 18 if(fd < 0){ 19 perror("open error"); 20 return -1; 21 } 22 while(1){ 23 char buf[1024] = { 0}; 24 scanf("%s", buf); 25 int ret = write(fd, buf, strlen(buf)); 26 if(ret < 0){ 27 perror("write error"); 28 return -1; 29 } 30 } 31 close(fd); 32 return 0; 33 }
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