管道文件

本文介绍了Linux操作系统中的有名管道和无名管道,包括如何使用mkfifo创建有名管道,以及通过示例程序展示了读写过程。无名管道则限于父子进程间的通信。管道中的数据存储在内存中,通信方式为半双工。

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管道分为无名管道和有名管道两种管道,管道文件是建立在内存之上可以同时被两个进程访问的文件。

先来说说有名管道:
mkfifo函数创建有名管道,属于系统调用。

在linux操作系统中为实现下述功能,
在这里插入图片描述
先创建一个有名管道文件fifo。
在这里插入图片描述
再写出两个对管道文件进行操作的程序,一个只读,另外一个只写。

只读:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{

int fdr=open("./fifo",O_RDONLY);
assert(fdr != -1);

printf("fdr=%d\n",fdr);

while(1)

{
char buff[128]={0};
int n=read(fdr,buff,127);
if(n==0)
{
break;
}
printf(“buff=%s,n=%d\n”,buff,n);
}
close(fdr);
exit(0);
}

只写:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
int fdw=open("./fifo",O_WRONLY);
assert(fdw != -1);

printf("fdw=%d\n",fdw);
while(1)
{
    printf("intput:\n");
    char buff[128]={0};
    fgets(buff,128,stdin);

    if(strncmp(buff,"end",3)==0)
    {
      break;
    }
    write(fdw,buff,strlen(buff)-1);
}
close(fdw);

exit(0);

}

在这里插入图片描述
分别在不同的bush里面,在运行只写的里面写入字符,只读那边就会将写好的字符打印出来。

总结:1.管道为空,读read阻塞
2.管道为满,写write阻塞

关闭管道写端,读就返回为0,不再阻塞
关闭管道的读端,写端,写入数据时,会产生异常

**

##无名管道

**
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <fcntl.h>//使用无名管道要引用的头文件

//父子进程,父进程写入,子进程读取
int main()
{
int fd[2];//两个文件描述符
int res=pipe(fd);
assert(res != -1);

pid_t pid=fork();
assert(pid !=-1);

if(pid==0)
 {
     close(fd[1]);//关闭写端
     char buff[128]={0};
     read(fd[0],buff,127);
     printf("buff=%s\n",buff);
     close(fd[0]);//关闭读端
 }
 else
 {
     close(fd[0]);//关闭读端
     write(fd[1],"hello",5);
     close(fd[1]);//关闭写端
 }

 exit(0);

}
有名管道和无名管道的区别?
有名管道可以在任意两个进程之间通讯,而无名管道只能在父子进程之间通迅。

写入管道的数据是在内存中还是磁盘中?
在内存中,无论有名无名。

管道的通讯是全双工还是半双工?
半双工。

### Linux 管道文件的概念及用法 #### 什么是管道文件? 在 Linux 中,管道是一种用于进程间通信(Inter-Process Communication, IPC)的机制。它允许一个程序的标准输出被另一个程序作为标准输入读取。通常分为两种形式:匿名管道和命名管道。 - **匿名管道**:仅限于父子进程或兄弟进程之间使用,无法跨不相关的进程传递数据。 - **命名管道 (FIFO)**:通过文件系统提供接口,任何有权访问该文件的进程都可以进行通信[^2]。 #### 创建命名管道 可以通过 `mkfifo` 命令创建命名管道文件。语法如下: ```bash mkfifo pipe_name ``` 这将在当前目录下创建一个名为 `pipe_name` 的特殊文件,表示 FIFO 文件。 #### 使用示例 下面是一个简单的例子展示如何利用命名管道实现两个独立进程之间的通信。 ##### 步骤说明 假设我们有两个脚本分别负责写入和读取操作。 ###### 写入端 (`writer.sh`) ```bash #!/bin/bash echo "Hello from writer!" > my_pipe ``` 此脚本会向已存在的 FIFO 文件 `my_pipe` 发送消息。 ###### 读取端 (`reader.sh`) ```bash #!/bin/bash cat < my_pipe ``` 这个脚本则从同一个 FIFO 文件中接收并显示发送过来的消息。 为了运行上述代码,请先执行以下命令来建立必要的环境: ```bash mkfifo my_pipe chmod 666 my_pipe ``` 接着可以在不同的终端窗口启动这两个脚本观察效果。 #### 注意事项 尽管书中有提到“进程间最好使用 TCP”,但在某些场景下,比如本地轻量级应用或者受限环境下,命名管道可能更为合适。 ---
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