管道(pipe)

管道概念

调用pipe函数在内核中开辟一段缓冲区称为管道

函数原型：int pipe(int filedes[2])
返回值：成功–>0；失败–> -1

• 有一个读端(filedes[0])和一个写端(filedes[1])
• 通过filedes参数传出给用户程序两个文件描述符
• 通过read和write函数读写内核缓冲区，进行通信

管道通信图示

父进程关闭读端，子进程关闭写端

• 管道是用环形队列实现的，数据从写端流入从读端流出，就实现了进程间通信
• 管道的生命周期是随进程的
• 管道自带同步机制
• 管道是面向字节流的
• 管道只能单向通信
• 管道通信需要进程间有血缘关系(父子进程)

使用管道的特殊情况

• 写端都关闭，仍然有读端从管道读取数据，剩余数据读完，再次read会返回0
• 写端未关闭也没有向管道写数据，读端仍在读数据，剩余数据读完，再read会阻塞，直到管道中有数据才读取数据并返回
• 读端都关闭，再write，该进程收到SIGPIPE信号，通常导致进程异常终止
• 读端未关闭也没有从管道读数据，写端一直写，当管道写满，再write阻塞，直到管道有空闲位置才写入

利用管道进行进程间通信

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main()
{
    int pipefd[2] = {0,0};//创建管道
    if(pipe(pipefd) < 0){
        perror("pipe");
        return 1;
    }
    pid_t id = fork();//创建子进程
    if(id < 0){
        perror("fork");
        return 2;
    }else if(id == 0){//child
        close(pipefd[0]);//关闭读端
        const char *msg = NULL;
        int count = 0;
        while(count<5)
        {
            msg = "I am child!";
            write(pipefd[1],msg,strlen(msg)+1);//向管道写数据                        
            count++;
            sleep(1);
        }
    }else
    {//father
        close(pipefd[1]);//关闭写端
        char buf[20];
        int i = 0;
        while(i<5)
        {
            memset(buf,'\0',sizeof(buf));
            read(pipefd[0],buf,sizeof(buf));//从管道读数据
            printf("%s\n",buf);
            i++;
        }
    }
    return 0;
}