系统编程02-管道PIPE（pipe、mkfifo、access）

JAN JM

已于 2022-10-14 20:41:28 修改

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分类专栏：系统编程文章标签： jvm linux java

于 2022-10-14 20:05:02 首次发布

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本文介绍了Linux下进程间通信的两种管道方式：无名管道和有名管道。详细讲解了它们的工作机制、创建方法及使用示例，包括父子进程间的通信和使用mkfifo创建有名管道。同时，文中提到了管道通信的特点，如半双工、单方向及适用场景。

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一、进程之间通信方式(重点)

1.为什么要实现进程之间的通信

2.在linux下，进程之间通信方式有哪些，都有什么特点

二、进程之间通信方式之一无名管道

1.什么是无名管道？作用机制如何？

2.创建一个无名管道文件

3.例子1：初始化的读端写端的文件描述符是多少？

4.例子2：实现使用无名管道，让父子进程通信

三、进程之间通信之一有名管道。

1.什么是有名管道？机制如何？

2.如何创建有名管道？ -> mkfifo() -> man 3 mkfifo （先进先出）

3.例子1：尝试在家目录下创建一个有名管道，名字为fifo1

4、有名管道文件实现两个进程的通信

作业：实现两个进程之间的互聊

一、进程之间通信方式(重点)

1.为什么要实现进程之间的通信

例如：
./project -> 开启了一个名字叫project的进程。
./test -> 开启了一个名字叫test的进程。
通过学习进程之间的通信，使得不同的进程之间能够实现数据的交换，例如test进程发送数据给project进程，project进程收到数据之后，
根据数据做出相应的事情。（test进程控制project进程）

2.在linux下，进程之间通信方式有哪些，都有什么特点

以下几种进程之间的通信有一个共通的特点，都是只能在同一台主机内部的进程使用。
1）管道通信。-->pipe
管道通信分为有名管道与无名管道，管道是一个特殊的文件，进程通过将数据写入到管道中，另外一个进程从管道中读取数据出来。
2）信号
在linux下，有非常多的信号，例如：暂停，继续，停止...，某一个进程通过发送信号给另外一个进程，从而控制另外一个进程的运行状态。
3）消息队列 -->message
某一个进程把消息发送到队列上，另外一个进程就可以读取队列上的数据，消息队列好处：进程可以读取队列上某一个特定的数据。
4）共享内存 -->share mem
多个进程访问同一片内存空间。
5）信号量

二、进程之间通信方式之一无名管道

1.什么是无名管道？作用机制如何？

无名管道只能作用于亲缘关系的进程之间的通信，例如父子进程。无名管道就是一个没有名字的管道文件，相当于一个队列结构，fd[1]为写入端（入队），fd[0]为读出端（出队）。其中信息读出后即删除，再次读取时即为下一个信息。

2.创建一个无名管道文件

#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]); -> 执行这个函数之后，得到两个文件描述符 // int *pipefd
函数作用：
   创建一个无名管道文件
参数：
   pipefd 一个具有2个int类型变量的数组。(2个文件描述符)
返回值：
   成功：0
   失败：-1
注意：
>1、pipefd[0] -> 读端 pipefd[1] -> 写端
>2、没有名字，因此无法使用 open( )。
>3、只能用于亲缘进程间（比如父子进程、兄弟进程、祖孙进程……）通信，因为他只能在一个进程中被创建出来，然后通过继承的方式将他的文件描述符传递给子进程
>4、半双工(单方向)工作方式：读写端分开。

3.例子1：初始化的读端写端的文件描述符是多少？

#include<stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    int fd[2];
    //创建一个无名管道文件 ,创建成功之后 pipefd[0] 读端  pipefd[1] 写端
    pipe(fd);

    printf("fd[0]:%d fd[1]:%d\n",fd[0],fd[1]); //3  4

    return 0;
}

说明：无名管道文件描述符的值，是从1024个值里面按照顺序拿取

4.例子2：实现使用无名管道，让父子进程通信

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

int main()
{
    int fd[2];
    //创建一个无名管道文件 ,创建成功之后 fd[0] 读端  fd[1] 写端
    pipe(fd); //注意，不可以使用open打开无名管道，因为它没有名字，创建的时候默认已经打开了
    
    //创建一个子进程 ，实现父进程与子进程的通信
    pid_t id = fork();
    if(id == -1)/