Linux下进程间通信之管道_linux中使用exec调用新程序时能否用管道使老进程给新进程传递消息-优快云博客

管道分为 “无名管道（pipe）” 和 “命名管道（fifo）”

无名管道实际是用于进程间通信的一段共享内存，创建无名管道的进程称为“管道服务器”，连

接到无名管道的进程为“管道客户机”。一个进程在向无名管道写入数据后，另一进程就可以从无

名管道的另一端将其读取出来。

无名管道的特点：

1、半双工，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个无名管道。

2、只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）：比如fork或exec创建的

新进程（在使用exec创建新进程时，需要将管道的文件描述符作为参数传递给exec创建

的新进程）。当父进程与使用fork创建的子进程直接通信时，发送数据的进程关闭读

端，接受数据的进程关闭写端。

3、单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言就是一个文件，但它不是普

通文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与

内存中。

4、数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每

次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。

无名管道的实现机制：

无名管道是由内核管理的一个缓冲区，相当于我们放入内存中的一个纸条。管道的一端连接

一个进程的输出，这个进程会向管道中放入信息。管道的另一端连接一个进程的输入，这个进程取

出被放入管道的信息。

一个缓冲区不需要很大，它被设计成为环形数据缓冲区，以便管道可以被循环利用。当管道

中没有信息的话，从管道中读取的进程会等待，直到另一端的进程放入信息。当管道被放满信息的

时候，尝试放入信息的进程会等待，直到另一端的进程取出信息。当两个进程都终结的时候，管道

也自动消失。

管道只能在本地计算机中使用，而不可用于网络间的通信。

pipe函数原型：

#include <unistd.h> 
int pipe(int file_descriptor[2]);//建立管道，该函数在数组上填上两个新的文件描述符后返回0，失败返回-1。
eg.int fd[2]
int result = pipe(fd);

通过使用系统调用read和write来访问数据。向 file_descriptor[1]写数据，从 file_descriptor[0]

中读数据。写入与读取的顺序原则是 先进先出。

管道读写规则：

当没有数据可读时

O_NONBLOCK disable：read调用阻塞，即进程暂停执行，一直等到有数据来到为止。

O_NONBLOCK enable：read调用返回-1，errno值为EAGAIN。

当管道满的时候

O_NONBLOCK disable： write调用阻塞，直到有进程读走数据

O_NONBLOCK enable：调用返回-1，errno值为EAGAIN

如果所有管道写端对应的文件描述符被关闭，则read返回0

如果所有管道读端对应的文件描述符被关闭，则write操作会产生信号SIGPIPE

当要写入的数据量不大于PIPE_BUF（Posix.1要求PIPE_BUF至少 512字节）时，linux将保

证写入的原子性。

当要写入的数据量大于PIPE_BUF时，linux将不再保证写入的原子性。

命名管道的特点：

命名管道是一种特殊类型的文件，它在系统中以文件形式存在。这样克服了管道的弊端，可

以允许没有亲缘关系的进程间通信。

创建管道的两个系统调用原型：

#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 

int mkfifo(const char *filename,mode_t mode); 
//建立一个名字为filename的命名管道，参数mode为该文件的权限（mode%~umask），若成功则返回0，否则返回-1，错误原因存于errno中。

例如：mkfifo( "/tmp/cmd_pipe", S_IFIFO | 0666 );

具体操作方法只要创建了一个命名管道然后就可以使用open、read、write等系统调用来操

作，创建可以手工创建或者程序中创建。

int mknod(const char *path, mode_t mode, dev_t dev); 

//第一个参数表示你要创建的文件的名称，第二个参数表示文件类型，第三个参数表示该文件对应的设备文件的设备号。只有当文件类型为 S_IFCHR 或 S_IFBLK 的时候该文件才有设备号，创建普通文件时传入0即可。

例如：mknod(FIFO_FILE,S_IFIFO|0666,0);