【Linux】匿名管道|命名管道|pipe|mkfifo|管道原理|通信分类|管道的特征和情况

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进程间通信

为什么要有进程间通信

进程通信的目的

进程间通信分类

 如何理解通信

管道 

匿名管道

管道原理

半双工 

通信两问 

pipe 

演示

管道情况

管道的特征 

 命名管道

mkfifo指令 

mkfifo接口 

命名管道提供的是流式服务

匿名管道与命名管道的区别

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进程间通信

进程间通信就是在不同进程之间传播或交换信息，进程间通信简称IPC（Interprocess communication）;

通信的本质是让不同进程看到同一份资源；

为什么要有进程间通信

在操作系统中，进程是独立运行的程序，它们之间需要相互协作完成任务。进程间通信的目的是为了实现进程之间的数据共享、协作和同步，从而提高系统的效率和可靠性。

进程通信的目的

• 数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程
• 资源共享：多个进程之间共享同样的资源
• 通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它（它们）发生了某种事件（如进程终止时要通知父进程）
• 进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变

进程间通信分类

管道

• 匿名管道
• 命名管道)

System V IPC

• System V 消息队列
• System V 共享内存
• System V 信号量

POSIX IPC

• 消息队列
• 共享内存
• 信号量
• 互斥量
• 条件变量
• 读写锁

管道：管道是基于文件系统的，System V IPC：聚焦在本地通信，POSIX IPC：让通信可以跨主机 

 如何理解通信

• 进程是相互独立的，想要达到两个进程之间的通信，这个必须要第三方来提供地方；
• 操作系统提供了地点：公共资源；
  • 让进程看到这份公共资源，此时进程通信就有了前提；
• 因为公共资源的种类不同，所以通信方式也不一样；
  • 如果公共资源是一块内存，那么通信方式就叫做共享内存；
  • 如果公共资源是一个文件，也就是struct file结构体，那么就叫做管道。

管道 

管道一共有两种通信方案：

        匿名管道和命名管道，底层原理基本是一样的，区别是它们各自的侧重点。 

匿名管道

匿名管道用于具有血缘关系的进程；常见于父子进程和兄弟进程；

匿名管道子进程继承父进程的文件描述符的内容来的；

管道原理

让父进程以读和写的方式打开同一份文件，相当于一份文件被父进程打开了两次(只是为了好理解才这样表述，实际上创建管道，它有自己独立的接口)；得到了两个不同的文件描述符；

子进程创建的时候，父进程的文件描述符表