进程间通信--管道

进程间通信–管道

管道是一种最基本的 IPC 机制，作用于有有血缘关系的进程之间，完成数据传递。调用 pipe 系统函数即可创建一个管道，有如下特质：

• 其本质是一个伪文件(实为内核缓冲区)
• 由两个文件描述符引用，一个表示读端，一个表示写端
• 规定数据从管道的写端流入管道，从读端流出

管道的原理：管道实为内核使用环形队列机制，借助内核缓冲区(4k)实现。管道的局限性如下：

• 数据自己读不能自己写
• 数据一旦被读走，便不再管道中存在，不可反复读取
• 由于管道采用半双工通信方式。因此，数据只能在一个方向上流动
• 只能在有公共祖先的进程间使用管道(匿名管道， 命名管道不需要进程间具备公共祖先)

匿名管道

• 功能：创建一个无名管道
• 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

失败原因：

• 文件描述符表满了，无法再创建文件描述符
• 管道使用完成之后，需要及时关闭文件描述符

注意：

管道中的数据一旦被读取之后就相当于出队列了到底是谁先读到，就取决于谁先执行读文件的操作。
管道内置了同步互斥机制，不会出现两个管道一人读一半数据的情况

1. 多个进程同事去读写管道，数据不会发生错乱。

2. 如果管道为空，尝试读，就会在read函数处阻塞；如果管道满了，尝试写，就会在write处阻塞。

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <cstdlib>

int main(void)
{
    int pipefd[2];
    if (pipe(pipefd) == -1)
    {
        perror("pipe");
        return 1;
    }

    int ret = fork();
    if (ret < 0)
    {
        perror("fork");
        return 1;
    }
    else if (ret == 0) // child
    {
        close(pipefd[0]);
        write(pipefd[1], "Hello", 5);
        close(pipefd[1]);

        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    else // parent
    {
        close(pipefd[1]);
        char buf[1024] = {0};
        read(pipefd[0], buf, 1023);

        printf("child said: %s\n", buf);
    }


    return 0;
}

命名管道

命名管道与匿名管道最大的区别就是在于：

• 使用匿名管道通信的进程必须得具有共同的祖先，而命名管道不用。

命名管道的创建

可以在 shell 中创建

$ mkfifo filename

也可以在程序里创建

int mkfifo(const char* filename, mode_t mode)

创建命名管道

int main(void)
{
    mkfifo("pipe", 0644);
    return 0;
}

命名管道和匿名管道的区别

• 匿名管道由 pipe 函数创建并打开
• 命名管道有 mkfifo 函数创建，打开用 open
• 命名管道和匿名管道的打开方式不同外，其使用方式是相同的

?叮~