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bigshot
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如何利用管道进行进程间通信?

  •  
  •   bigshot · 2018-05-01 20:02:57 +08:00 · 1863 次点击
    这是一个创建于 2383 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    管道通信

    匿名管道

    创建匿名管道

    int pipe(int pipefd[2]); pipefd[0] : 表示读管道 pipefd[1] : 表示写管道 返回 0 表示成功,非零表示创建失败。

    代码事例

    //匿名管道                                                                                                                            
    int main()
    {
        int fds[2];
        int len;
        char buf[100]={};
        if(pipe(fds)==-1) //创建管道
            perror("pipe"),exit(1);
        while(fgets(buf,100,stdin))
        {   
            len = strlen(buf);
            if(write(fds[1],buf,len)==-1) //把内容写进管道
                perror("write"),exit(1);
            memset(buf,0x00,sizeof(char)*100);
            if(read(fds[0],buf,len)==-1) //从管道里面读取内容到数组中
                perror("read"),exit(1);
            if(write(1,buf,len)==-1) //把从管道里读出的内容写到标准输出
                perror("write"),exit(1);
        }   
    
        return 0;
    }
    

    结果展示

    这里写图片描述

    日常运用事例 who | wc -l 这样的事例我们经常用到,用管道连接命令会令你得心应手。

    图片解析

    这里写图片描述

    ####利用管道进行父子进程通信 图片解析原理 这里写图片描述 代码示例:

    //父子进程通信
    int main()
    {
        char buf[1024]="change world!\n";
        int fds[2];
        if(pipe(fds)==-1)
            perror("pipe"),exit(1);
        pid_t pid = fork(); //创建匿名管道
        if(pid==0)
        {
            close(fds[0]); //关闭管道读描述符
            if(write(fds[1],buf,1024)==-1) //写进管道
                perror("write"),exit(1);
    
            close(fds[1]); 
            exit(1);
        }
        else
        {
            memset(buf,0x00,1024);
            close(fds[1]); //关闭管道写描述符
            if(read(fds[0],buf,1024)==-1) //从管道读内容
                perror("read"),exit(1);
            if(write(1,buf,1024)==-1)
                perror("write"),exit(1);
            close(fds[0]);
            exit(1);
        }
        return 0;
    }            
    

    结果 这里写图片描述 详细过程图解 这里写图片描述

    ####管道读写规则

    当没有数据可读时

    • O_NONBLOCK disable:read 调用阻塞,即进程暂停执行,.一直等到有数据来到为止。
    • O_NONBLOCK enable:read 调用返回-1,errno 值为 EAGAIN。

    当管道满的时候

    • O_NONBLOCK disable:write 调用阻塞,直到有进程读.走数据
    • O_NONBLOCK enable:调用返回-1,errno 值为 EAGAIN
    • 如果所有管道写端对应的文件描述符被关闭,则 read 返回 0
    • 如果所有管道读端对应的文件描述符被关闭,则 write 操作会产生信号 SIGPIPE,进而可能导致 write 进程退出
    • 当要写.入的数据量不.大于 PIPE_BUF 时,linux 将保证写.入的原.子性。
    • 当要写.入的数据量.大于 PIPE_BUF 时,linux 将不再保证写.入的原.子性。

    管道特点

    • 只能⽤用于具有共同祖先的进程(具有亲缘关系的进程)之间进⾏行通信;通常,一个管道由一个进程创建,然后该进程调⽤用 fork,此后⽗父、⼦子进程之间就可应⽤用该管道。
    • 管道提供流式服务
    • 一般⽽而⾔言,进程退出,管道释放,所以管道的⽣生命周期随进程
    • 一般⽽而⾔言,内核会对管道操作进⾏行同步与互斥管道是半双⼯工的,数据只能向⼀一个⽅方向流动;需要双⽅方通信时,需要建⽴立起两个管道

    命名管道

    我们刚刚可以用匿名管道在父子进程之间通信,那如果是两个不想光的进程之间该如何通信呢?

    创建命名管道

    在命令行可以直接创建mkfifo filename 这里写图片描述 也可以在程序内部创建,相关函数 int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

    代码示例:

    int main()
    {
    	mkfifo("my.p",0644);
    	return 0;
    }
    

    这里写图片描述

    ####无关进程之间通信代码示例

    从标准输入读入内容进管道

    #include<string.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<unistd.h>
    #include<sys/types.h>
    #include<sys/stat.h>
    #include<fcntl.h>
    
    
    int main()
    {
        mkfifo("my.p",0664);
        int outfd = open("my.p",O_WRONLY);
        if(outfd==-1)
            perror("open my.txt"),exit(1);
        char buf[1024]={};
        int n = 0;
        while(fgets(buf,1024,stdin))
        {   
            write(outfd,buf,1024);
            memset(buf,0x00,1024);
        }  
        close(outfd);
      
    

    从管道中读内容,标准输出输出

    #include<string.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<unistd.h>
    #include<sys/types.h>
    #include<sys/stat.h>
    #include<fcntl.h>
    
    int main()
    {
        int infd = open("my.p",O_RDONLY);
        if(infd==-1)
            perror("open my.p"),exit(1);
        char buf[1024]={};
        int n = 0;
        while((n = read(infd,buf,1024))>0)
        {
            write(1,buf,n);
            memset(buf,0x00,1024);
        }
        close(infd);                                                                                                         
        unlink("my.p"); //删除管道
        return 0;
    }
    

    运行结果: 这里写图片描述 这里就利用管道实现了两个无关进程之间的通信。

    ###匿名管道和命名管道的区别。

    • 匿名管道由 pipe 函数创建并打开。
    • 命名管道由 mkfifo 函数创建,打开⽤用 open
    • FIFO (命名管道)与 pipe (匿名管道)之间唯一的区别在它们创建与打开的⽅方式不同,一但这些工作完成之后,它们具有相同的语义。
    目前尚无回复
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