进程间通信--管道(pipe)

本文介绍了Linux中的进程间通信机制,重点讨论了管道(pipe)的使用,包括匿名管道和命名管道。匿名管道是半双工的,只能在有血缘关系的进程间通信,而命名管道打破了这一限制,允许无关进程通信。文章还涉及管道的创建、特点、底层实现及容量,并提供了示例代码。

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进程间的通信就是两个进程之间进行数据交换,在Linux中有好几种可以进行进程通信的方式,在这篇文章中我们主要介绍最基本的进程通信方式——pipe管道。
管道:
管道是一种最古老也是最基本的系统IPC形式,所有的Linux系统都提供此种通信机制。但是管道有以下两个局限性:
1、它是半双工的,即数据一个管道上的数据只能在一个方向上流动,如果要实现双向通信,就必须在两个进程之间建立两个管道。
2、管道只能在具有公共祖先的两个进程之间使用。

管道的实现机制:
管道是由内核管理的一个缓冲区,它的一端连接一个进程的输出,另一端连接一个进程的输入。管道的缓冲区不需要很大,它被设计为环形的数据结构,当两个进程都终止后,管道的生命周期也会被结束。

管道的创建:

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

这里写图片描述
一、匿名管道
匿名管道是一种最基本的IPC机制,由pipe函数创建:

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

参数:
输出型参数,调用pipe函数时在内核中开辟一块缓冲区(称为管道文件)用于通信,它有一个读端一个写端,然后通过filedes参数传出两个文件描述符,filedes[0]=3指向管道的读端,filedes[1]=4指向管道的写端。
返回值:
pipe函数调用成功返回0,调用失败返回-1。

匿名管道的特点:
1.两个进程只能实现单向通信;
2.只有血缘关系的进程才可以通信;(此特点是其与命名管道唯一的区别)
3.管道的生命周期随进程的结束而结束;
4.管道通信的传输为面向字节流;
5.匿名管道自带同步机制。

进程间的通信机制:
这里写图片描述
这里写图片描述
这里写图片描述
具体的通信代码如下:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
    int fd[2];
    if(pipe(fd)<0)  //打开匿名管道 
    {
        perror("pipe");
        
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