进程间的通信-管道

管道分为无名管道、有名管道。

1.无名管道

1.1 特点：

（1）无名管道只能用于父子进程或兄弟进程之间的通信。（亲缘进程）

（2）不是普通的文件，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，并且只存在于内存(RAM)中。（ls -i不可查）

（3）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。（无名管道有两端，写入端与读取端）

（4）无名管道最大容量为64K

1.2 pipe创建无名管道

（1）pipe函数

头文件: #include<unistd.h> 函数原型: int pipe(int filedes[2]); 函数介绍: pipe（）会建立管道，并将文件描述词由参数 filedes 数组返回。filedes[0]为管道里的读取端，filedes[1]则为管道的写入端。 返回值：若成功则返回零，否则返回-1，错误原因存于 errno 中。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    //创建无名管道
    int fd[2];
    int val = pipe(fd);
    if(val)
    {
        perror("pipe");
        exit(1);
    }
    //创建成功
    printf("f[0]：%d读端文件描述符\n",fd[0]);
    printf("f[1]：%d写端文件描述符\n",fd[1]);
    
    return 0;
}

（2）进程内通信

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
 
int main()
{
    //创建无名管道
    int fd[2];
    char readbuff[10]={0};
    int val = pipe(fd);
    if(val)
    {
        perror("pipe");
        exit(1);
    }
    //创建成功
    printf("f[0]：%d读端文件描述符\n",fd[0]);//3
    printf("f[1]：%d写端文件描述符\n",fd[1]);//4
    //有文件描述符---->通过文件IO即可操作
    write(fd[1],"hello",strlen("hello"));
    
    read(fd[0],readbuff,sizeof(readbuff));
    printf("读取到的内容为:%s\n",readbuff);
    
    return 0;
}

（3）亲缘进程通信

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    //创建无名管道
    int fd[2];
    char readbuff[10]={0};
    int val = pipe(fd);
    if(val)
    {
        perror("pipe");
        exit(1);
    }
    //创建成功
    printf("f[0]：%d读端文件描述符\n",fd[0]);//3
    printf("f[1]：%d写端文件描述符\n",fd[1]);//4
    //创建进程
    pid_t pid = fork();                
    //父进程
    if(pid > 0)
    {
        while(1)
        {
            write(fd[1],"hello",strlen("hello"));
            sleep(1);
        }
    }
    //子进程
    else if(pid == 0)
    {
        while(1)
        {
            char readbuff[512]={0};
            read(fd[0],readbuff,sizeof(readbuff));
            printf("读取到的数据:%s\n",readbuff);
        }
    }
    else{
        perror("fork");
        exit(1);
    }
    
    return 0;
}

2.有名管道

2.1 特点

（1）可以用于任意进程间的通信

（2）遵循先进先出原则，没有固定的读端与写端

（3）可以通过ls -i查看

2.2 makefifo创建有名管道

（1）makefifo函数

头文件: #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> 函数原型: int mkfifo(const char * pathname,mode_t mode); 函数功能: mkfifo（）会依参数 pathname 建立特殊的 FIFO 文件，该文件必须不存在，而参数 mode 为该文件的权限（mode%~umask），因此 umask值也会影响到 FIFO 文件的权限。mkfifo（）建立的 FIFO 文件其他进程都可以用读写一般文件的方式存取。 返回值: 若成功则返回 0，否则返回-1，错误原因存于 errno 中。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    //创建有名管道
    int val = mkfifo(argv[1],0666);
    if(val)
    {
        if(errno!=17)//通过错误代码解决文件已存在问题
        {
            perror("mkfifo");
            exit(1);
        }
    } 
    return 0;
}

（2）进程内通信

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
 
int main(int argc,char *argv[])
{
    char readbuff[512]={0};
    //创建有名管道
    int val = mkfifo(argv[1],0666);
    if(val)
    {
        if(errno!=17)//通过错误代码解决文件已存在问题
        {
            perror("mkfifo");
            exit(1);
        }
    }
    //打开管道文件
    int fd = open(argv[1],O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        perror("open");
        exit(1);
    }
    //读写文件
    write(fd,"hello",strlen("hello"));
    read(fd,readbuff,sizeof(readbuff));
    printf("读取到的数据为：%s\n",readbuff);
    return 0;
}

（3）父子进程间通信

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    char readbuff[512]={0};
    //创建有名管道
    int val = mkfifo(argv[1],0666);
    if(val)
    {
        if(errno!=17)//通过错误代码解决文件已存在问题
        {
            perror("mkfifo");
            exit(1);
        }
    }
    pid_t pid = fork();
    if(pid > 0)
    {
        //打开管道文件
        int fd = open(argv[1],O_WRONLY);
        while(1)
        {
            write(fd,"hello",strlen("hello"));
            sleep(1);
        }
        close(fd);
        
    }
    else if(pid == 0)
    {
        //打开管道文件
        int fd = open(argv[1],O_RDONLY);
        while(1)
        {
            read(fd,readbuff,sizeof(readbuff));
            printf("读取到的数据为：%s\n",readbuff);
        }
        close(fd);
    }
    else
    {
        perror("fork");
        exit(1);
    }
    
    return 0;
}

（4）无亲缘进程间的通信

进程1写入

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    
    if(argc == 0)
    {
        printf("缺少参数\n");
        exit(1);
    }

    //创建有名管道
    int val = mkfifo(argv[1],0666);
    if(val)
    {
        if(errno!=17)//通过错误代码解决文件已存在问题
        {
            perror("mkfifo");
            exit(1);
        }
    }

    //打开管道文件
    int fd = open(argv[1],O_WRONLY);
    while(1)
    {
        char writebuff[512]={0};
        printf("请输入数据:\n");
        gets(writebuff);
        write(fd,writebuff,strlen(writebuff));
    }
    close(fd);
    return 0;
}

进程2读取

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    
    if(argc == 0)
    {
        printf("缺少参数\n");
        exit(1);
    }
    //创建有名管道
    int val = mkfifo(argv[1],0666);
    if(val)
    {
        if(errno!=17)//通过错误代码解决文件已存在问题
        {
            perror("mkfifo");
            exit(1);
        }
    }
    
    //打开管道文件
    int fd = open(argv[1],O_RDONLY);
    while(1)
    {
        char readbuff[512]={0};
        int len = read(fd,readbuff,sizeof(readbuff));
        if(len>0)
        {
            printf("读取到的数据为：%s\n",readbuff);
        }
        else if(len == 0)
        {
            break;
        }
    }

    close(fd);
    return 0;
}

2.3 remove删除有名管道

头文件:#include<stdio.h> 删除文件：int remove(const char * pathname); 函数功能：remove（）会删除参数 pathname 指定的文件。如果参数 pathname为一文件，则调用 unlink（）处理，若参数 pathname 为一目录，则调用 rmdir（）来处理。 返回值：成功则返回 0，失败则返回-1，错误原因存于 errno