进程间通信详解-优快云博客

进程间通信

了解管道之前，我们先要了解什么是进程间通信，为什么要进程间通信，进程间通信有什么好处，以及有哪些进程间通信方式！

背景：
1.在很多情况下，一些大型的程序使用的是多个进程相互配合完成任务
2.但是 进程具有独立性 ，无法方便的进行进程之间的沟通
3.为了使多个进程能容易的进行进程间的交流，引出进程间通信

作用：
1.数据交换
2.资源共享
3.相互通知
4.进程控制：某些进程需要被另一个进程完全控制

分类：
最古老的方式：
管道(pipe)：匿名管道、命名管道
System V IPC标准：消息队列、共享内存、信号量
POSIX PIC标准：消息队列、共享内存、信号量、互斥量、条件变量、读写锁

管道

匿名管道：

1.实质：操作系统内核中的一块内存

2.操作方法：本着Linux中一切皆文件的原则，于是乎采用文件I\O的方式操作管道

父子进程实现单向通信代码：

#include<stdio.h>             
#include<unistd.h>            
#include<string.h>            
#include<errno.h>             
                              
int main(){                   
    int fd[2];                
    if(pipe(fd) < 0){         
        perror("pipe error"); 
        return -1;            
    }                         
	
    pid_t pid = fork();       
    if(pid < 0){              
        perror("fork error"); 
        return -1;            
    }                         
    if(pid == 0){             
        //child  close write  
        close(fd[1]);         
        char buf[1024] = {0}; 
		read(fd[0], buf, sizeof(buf) -1);
        printf("buf = %s\n",buf);        
        close(fd[0]);                    
    }                                    
    else{                                
        //father close read              
        sleep(2);                        
        close(fd[0]);                    
        char msg[] = "xixixhahahzhoudaxinbalalala"; 
        write(fd[1], msg, strlen(msg));             
        close(fd[1]); 
    }  
	return 0;	
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
3.创建管道：
int pipe(int fd[2]);
返回值：成功0，失败错误码
参数： fd[2] 文件描述符数组
fd[0] 表示读（从管道中读取内容）
fd[1] 表示写（将内容写入管道当中）
通过操作该文件描述符数组操作管道（也就是管道所对应的内存）
失败原因：
管道资源（内存资源）不足
文件描述符达到上限
求一个进程可以申请的最大管道数代码：

#include<stdio.h>     
#include<unistd.h>    
#include<string.h>    
#include<sysexits.h>  
int main(){           
  int count = 0;      
  while(1){           
    usleep(40000);    
    int fd[2] = {0};  
    int ret = pipe(fd);
    if(ret < 0){       
      printf("i can pipe %d times\n", count);
      perror("pipe!!");                      
      break;                                 
    }                                        
    else{                                    
      printf("this is %d pipe\n",count);     
    }            
    count++;     
	}         
    return 0;    
}

结果展示：
在这里插入图片描述
4.管道读写规则：
a.管道为空：read调用阻塞
b.管道已满：write调用阻塞
c.写端关闭：read返回0
d.读端关闭：write错误退出（产生SIGPIPE信号）
c.写入数据小于管道内存大小：写入操作保证具有原子性，反之则不保证具有原子性

注：原子性表示该操作不会被打断，直接完成。

命名管道：
1.实质：本体仍是内核中的一块内存
一种特殊类型的文件（文件系统可见）（该文件是管道入口）

2.操作方法：通过文件I\O操作管道

3.创建管道文件：
a.命令行创建
mkfifo filename 创建管道入口文件
b.代码创建
int mkfifo(const char filename, mode_t mode);
filename: 文件名称
mode: 文件权限

4.打开规则：
用open打开
读、写需要 同时打开，否则会阻塞
通过采用只读方式打开：得到读取管道内容的文件描述符
通过采用只写方式打开：得到将数据写入管道的文件描述符

匿名管道和命名管道的区别：
匿名管道只能用于具有亲属关系的管道之间，命名管道用于任意管道之间
匿名管道打开方式是pipe函数，命名管道打开方式是open

管道总结：
a. 匿名管道 只能用于具有亲属关系的进程之间通信 命名管道 用于任意进程之间
b.管道传输面向字节流，收发数据灵活，数据无规则发送，数据无边界
c.管道生命周期随进程，进程结束，管道释放
d.内核对管道操作进行同步和互斥
e.管道是半双工单向通信，数据只有一个流向
f.本质上都是操作系统内核中的一段内存

关于管道的内容到此结束，谢谢大家的支持！！
在这里插入图片描述