linux进程间通信之管道

下面几节，将分别温习下linux进程进通信的几种机制

1：管道

管道是比较古老的进程间的通信方式。主要有有名管道和无名管道两种。

2：无名管道

它的特点就是： 1：只能使用在具有亲缘关系的进程之间的通信（父子进程或者兄弟进程之间）。因为只有具有亲缘关系的进程才能继承其创建的文件描述符。 2：是一个半双工的通信模式，具有固定的读端和写段。 3：可以将管道看着特殊的文件，也可以调用read()和write（）操作。

管道是基于文件描述符的通信方式，当一个管道建立时，它会创建两个文件描述符fd[0]和fd[1],其中fd[0]是固定用于读管道， 而fd[1]是固定用于写管道，构成一个半双工通道。 当一个管道共享多对文件描述符时，若将其中的一对读写文件描述符都删除，则该管道将失效。

上面插图来自《linux应用程序开发标准教程》中，从图中可以看到当fork（）后 ， 子进程会继承父进程创建的管道，这样父子进程都拥有了自己的读写通道， 从而实现了父子之间的读写，只需要把无关的读端或写段的文件描述符关闭即可。 例如上图中，父进程负责读段，则把它的写段fd[1]关闭， 子进程负责写，则把它的读段fd[0]关掉。这样就建立起来一条“子进程写父进程读”的通道。 下面来看一下无名管道的实例，直接上代码： #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <errno.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_DATA_LEN 128 #define DELAY_TIME 1 int main() { pid_t pid; int pipe_fd[2]; char buf[MAX_DATA_LEN] = {0}; const char data[] ="Pipe Test Program"; int real_read, real_write; if( pipe(pipe_fd) < 0) { printf("Pipe create error\n"); exit(1); } if((pid = fork()) == 0) { /* clode write fd */ close(pipe_fd[1]); sleep(DELAY_TIME *3); if ((real_read = read(pipe_fd[0], buf, MAX_DATA_LEN)) > 0) { printf("Read data from pipe is %s\n", buf); } close(pipe_fd[0]); exit(0); } else if (pid > 0) { /*close read fd*/ close(pipe_fd[0]); sleep(DELAY_TIME); if ((real_write = write(pipe_fd[1], data, strlen(data))) != -1) { printf("Write to pipe is: %s\n", data); } { /* clode write fd */ close(pipe_fd[1]); sleep(DELAY_TIME *3); if ((real_read = read(pipe_fd[0], buf, MAX_DATA_LEN)) > 0) { printf("Read data from pipe is %s\n", buf); } close(pipe_fd[0]); exit(0); } else if (pid > 0) { /*close read fd*/ close(pipe_fd[0]); sleep(DELAY_TIME); if ((real_write = write(pipe_fd[1], data, strlen(data))) != -1) { printf("Write to pipe is: %s\n", data); } close(pipe_fd[1]); waitpid(pid, NULL, 0); exit(0); } return 0; } 运行结果： Write to pipe is: Pipe Test Program Read data from pipe is Pipe Test Program

3：有名管道

有名管道突破了无名管道的限制，可以使两个不相关的进程实现彼此之间的通信。相当于创建一个文件，建立管道之后，两个进程可以把它当做普通文件一样进行读写操作。严格遵循先进先出规则，对管道及FIFO的读写总是从开始出返回数据，对它们的写则把数据添加到末尾，需要指出的是不支持lseek（）等文件定位操作。 可以采用mkdfifo（）函数来创建一个命名管道，创建成功后就可以使用open， read， write函数进行操作。 mkfifo函数原型： int mkfifo(const char *filename, mode_t mode) 传参： filename为要创建的管道，包括路径名 mode只创建的管道权限，一般有O_RDONLY(读管道）， O_WRONLY(写管道），O_RDWR(读写管道），O_NONBLOCK:非堵塞管道。 O_CREAT(如果文件不存在，则新建文件），O_EXCL:可以测试文件是否存在。 下面来看一个有名管道的例子，为了方便看代码，直接将命名管道应用在父子进程间通信： 这#include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <errno.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #define MYFIFO "myfifo" #define MAX_DATA_LEN 128 #define DELAY_TIME 1 int main() { pid_t pid; int pipe_fd[2]; char buf[MAX_DATA_LEN] = {0}; const char data[] ="Pipe Test Program"; int real_read, real_write; int fd = 0; // memset((void *)buf, 0, sizeof(buf)); if(access(MYFIFO, F_OK) == -1) { if ((mkfifo(MYFIFO, 0666) < 0) ) printf("Can not create fifo file\n"); exit(1); } } if((pid = fork()) == 0) { /* open write fifo */ fd= open(MYFIFO,O_WRONLY); if ( fd == -1) { printf("Open write file error\n"); exit(1); } if(write(fd, data, strlen(data)) > 0) { printf("Write %s to FIFO\n", data); } close(fd); exit(0); } else if (pid > 0) { /*open write fifo */ fd = open(MYFIFO, O_RDONLY); if (fd == -1) { printf("Open fifo error\n"); exit(1); } if(read(fd, buf, MAX_DATA_LEN) > 0) { printf("Read %s from FIFO\n", buf); } close(fd); exit(0); } return 0; }

运行结果: Write Pipe Test Program to FIFO Read Pipe Test Program from FIFO

下一节将温习信号的使用