linux 进程管道

进程访问机制，各个进程比较独立，不能访问对方的单元，但是进程不可能永远时对立的，必须涉及到信息的交互。

进程间通信传递两种信息，一种时标记、标志也就是状态（同步的状态信号量，异步的状态信号），另外一种是数据，即内容（传送的文件，磁盘、内存(有序的消息队列、共享内存，socket)、普通上锁文件、管道(有名管道、无名管道）、mmap。

管道的实现原理：

文件实现进程间的通信，普通文件可以同时被多个进程访问而无法相互感知，所以，不能使用普通文件来实现进程间通信（flock这个机制实际上是一个同步概念），因此出现了管道这个特殊的文件。由操作系统来维护的一段“内核内存空间”，类似与FIFO这种管道队列，因此称为管道。

（1）上层应用时，它就是文件，可以使用read/write/close等操作。

（2）它是特殊的文件，操作时不能进行lseek.

（3）管道是单向的。如果要实现双向，只能创建两个管道。

具体编程

（1）创建无名管道。pipe

int pipe(int pipefd[2]);

pipefd在调用者是一个数组，用来存放管道的两个返回文件描述符。

pipefd[0]用来读，pipefd[1]用来写。

（2）读写read/write函数。

read（fd[0],）;

write(fd[1]);

(3)无名管道的限制

读写的限制

要进程读，就一定要有人写，要进行写，就一定有人要读。

（1）以阻塞方式读无名管道，如果当前没有一个进程（包括自己）与这个管道的写端关联，读操作立即返回。

如果有数据，且大于欲读出的数据量，读出试图读取的数据大小。

如果有数据，但是小于欲读出的数据量，读出所有管道数据。

如果没有数据，立即返回0.

（2）以阻塞方式读无名管道，有一个及以上进程（包括自己）与这个管道的写端关联，读操作做如下：

如果有数据，现有数据小于期望读取的值，读立即返回现有数据。

如果有数据，现有数据大于期望读取的值，读立即返回期望读写数据。

如果没有 数据，则阻塞，当有数据写入后，唤醒读操作。

（3）以阻塞方式写无名管道，如果有一个或者多个进程与这个管道的独端关联，如果当前管道已经满，则阻塞，当有进程读出数据，唤醒写操作。

（4）以阻塞方式写无名管道，如果没有进程与这个管道的读端关联，党有进程净产生SIFPIPE的信号，而这个信号的默认操作时种植当前进程，因此很多时候测试无效果，需要安装信号。

重定向及无名管道应用

<输入重定向，要求这个输入文件必须存在。

>输出重定向，如果文件不存在，创建，否则覆盖。

>>输出重定向，如果文件不存在，创建，否则追加。

2>

2>以上时对错误输出信息重定向到文件。

实现ps aux | grep test 或者 who | sort

(1)两个通信进程，ps aux 用execX函数来执行，grep init 是另一个进程，用execX来执行。为了方便，由一个父亲进程来创建这两个进程的通信。

（2）管道。这个管道要被两个进程都访问，父子进程。

（3）实现重定向。文件描述符复制。在ps aux中输出重定向，即将fd[1]复制为1,即以后写入到1中的数据全部写入到fd[1]中。默认情况下，一个进程的0,1,22三个文件描述符是默认打开的。因此，怎末来复制实现。

int dup(int oldfd);

复制oldfd为当前进程中最小未使用的文件描述符。

close（1）；

dup(fd[1]);

如果0是默认打开的，dup函数返回1，以后写入到1的内容也就写入到fd[1]中。

int dup2(int oldfd,int newfd);

更方便是使用dup2,将oldfd复制为newfd,如果newfd关联打开的一个文件，则关闭这个文件。再复制。

dup2（fd[1],1）

能够保证fd[1]为后续输入出重定向的文件。

文件描述符的复制与新开文件是有本质区别的。复制文件描述时，两个文件描述共享文件表项，即共享读写文件。

新打开一个文件，其实时额外的申请文件表项，两者互不影响。

无名的管道，通信方向要了解创建的管道对应的文件描述符，因此，多用于父子进程或者亲缘关系之间，因为可以方便的实现文件描述符传递，

在重定向中还有流的重定向。popen/pclose.