Unix进程通信：管道

匿名管道

原理

• 内核空间的队列式内存(缓冲区)
• 队列式内存，内核管理同步和互斥，而共享内存和文件通信需要信号量或者锁机制来保证同步互斥

特点

• 半双工
• 进程全部退出后，匿名管道自动释放，所以数据无法保存
• 可以使用read write close,不能用lseek（队列读写）
• 常用与父子进程间通信（匿名管道来进行非亲缘进程间通信需要辅助以文件描述符？）
• 由内核管理的队列读写方式，自带同步互斥功能

API

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

参数表：
pipefd[2]：读端和写端的文件描述符
返回值：
0:成功
-1：出错

示例

/*
匿名管道用于fork的父子进程之间
整形数组两个成员分别是读端和写端，对应两个文件描述符
虽然进程可以同时获得读端和写端两个文件描述符，但是，
由于匿名管道应该是半双工的，所以真正使用的时候，
发送方应该先关闭读端描述符，接收方应该关闭写端描述符
如果想全双工通信，应该建立两个匿名管道，如果用一个会发生错乱

pfd[0]对应读，pfd[1]对应写
1. int pfd[2]
2. pipe(pfd)
3. 父write(pfd[1],"123456",7)
   子read(pdf[0],buf,7)  
*/

//匿名管道用于父子进程间的通信。
//父写子读
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
using namespace std;

int main()
{

    char buf[100];
    
    int pfd[2];
    
    if( ( pipe(pfd) ) == -1)
    {
        perror("pipe");
        exit(1);
    }
    
    
    int pid;
    if( ( pid=fork() ) == -1)
    {
        perror("fork");
        exit(1);    
    }
    else if(pid == 0)//子进程，读
    {
        close(pfd[1]);
        sleep(1);
        read(pfd[0],buf,7);
        cout << buf << endl;
        close(pfd[0]);
    }
    else
    {
        close(pfd[0]);
        write(pfd[1],"123456",7);//父进程,写
        close(pfd[1]);
        wait(NULL);
        
    }

    return 0;
}

命名管道

原理

• 内核空间的队列式内存
• 又名（FIFO文件）

特点

• 文件系统可见，有对应的文件节点信息
• 虽然文件系统里有，但是硬盘中没有
• 因为有名称，非亲缘进程可以依靠他通信
• 按照文件操作进行操作（lseek除外）

API

#include <sys/stat.h>
int mkfifo(char *filename,mode_t mode);

参数表：
filename:命名管道名称
mode:使用方式（如0644）
返回值：
0：成功
-1：失败

示例代码

写端

  1 #include <sys/stat.h>//mkfifo() 
  2 #include <sys/types.h>
  3 #include <fcntl.h>
  4 #include <unistd.h>//sleep(),write(),close()
  5 
  6 int main()
  7 {
  8         char buf[100];
  9         int fd;
 10 
 11 
 12 
 13         mkfifo("testpipe",0644);
 14         fd = open("testpipe",O_WRONLY);
 15         write(fd,"123456",7);
 16         close(fd);
 17 
 18         sleep(10);
 19         return 0;
 20 }    

读端

  1 #include <sys/stat.h>
  2 #include <sys/types.h>
  3 #include <fcntl.h>
  4 #include <unistd.h>
  5 
  6 #include <iostream>
  7 using namespace std;
  8 
  9 int main()
 10 {
 11         char buf[100];
 12         int fd;
 13         sleep(1);
 14         fd = open("testpipe",O_RDONLY);
 15         read(fd,buf,7);
 16         cout << buf <<endl;
 17         
 18         close(fd);
 19         return 0;
 20 }