Linux进程间通信（管道）

目录

进程间通信的目的

进程间通信的必要性本质以及技术背景

管道 

匿名管道 

扩展 

命名管道

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进程间通信的目的

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。

进程间通信的必要性本质以及技术背景

进程间通信的必要性，单进程的，那么也就无法使用并发能力，更加无法实现多进程协同。传输数据，同步执行流，消息通知等，所以进程通信不是目的，而是手段。

进程间通信的技术背景

1．进程是具有独立性的。虚拟地址空间+页表保证进程运行的独立性(进程内核数据结构+进程的代码和数据)。

2．通信成本会比较高。

进程间通信的本质理解

1．进程间通信的前提，首先需要让不同的进程看到同一块"内存"(特定的结构组织的)

2．所以你所谓的进程看到同一块"内存"，属于哪一个进程呢?不能隶属于任何一个进程，而应该更强调共享。 

管道 

管道是Unix中最古老的进程间通信的形式。
我们把从一个进程连接到另一个进程的一个数据流称为一个“管道”
管道又分为两种，匿名管道和命名管道。

管道的原理：

这个就叫做管道，分别以读写的方式打开一个文件，fork()创建子进程，双方关闭自己不需要的文件描述符，管道就是文件，两个进程通过文件的方式进行通信。

匿名管道 

#include <unistd.h>
功能:创建一无名管道
原型
int pipe(int fd[2]);
参数
fd：文件描述符数组,其中fd[0]表示读端, fd[1]表示写端
返回值:成功返回0，失败返回错误代码

其实从上面这张都就可以看出管道是怎们样的，接下来就用代码来实现一下。 

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

// 为什么不定义全局buffer来进行通信呢？？ 因为有写时拷贝的存在，无法更改通信！

int main()
{
    // 1. 创建管道
    int pipefd[2] = {0};
    int n = pipe(pipefd);
    assert(n == 0);
    (void)n;
#ifdef DEBUG
    cout << "pipefd[0]: " << pipefd[0] << endl; // 3
    cout << "pipefd[1]: " << pipefd[1] << endl; // 4
#endif
    // 2. 创建子进程
    pid_t id = fork();
    assert(id != -1);
    if (id == 0)
    {
        // 子进程 - 读
        // 3. 构建单向通信的信道，父进程写入，子进程读取
        // 3.1 关闭子进程不需要的fd
        close(pipefd[1]);
        char buffer[1024 * 8];
        while (true)
        {
            // sleep(20);
            // 写入的一方，fd没有关闭，如果有数据，就读，没有数据就等
            // 写入的一方，fd关闭, 读取的一方，read会返回0，表示读到了文件的结尾！
            ssize_t s = read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer) - 1);
            if (s > 0)
            {
                buffer[s] = '\0';