无名管道基础

进程间的通信

概念：

进程间的通信就是进程和进程之间交换信息；

常用方式：

无名管道（pipe）

有名管道（fifo）

信号（signal）

共享内存（mmap）

套接字（socket）

过时的IPC通信方式：

共享内存（share memory）

消息队列（message queue）

信号灯集（semaphore set）

无名管道

什么是无名管道：

 特点：

只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信；

单工的通信模式，具有固定的读端和写端；

无名管道创建时会返回两个文件描述符，分别用于读写管道；

无名管道的创建

#include <unistd.h>
int pipe(int pfd[2]);

成功时返回0，失败时返回EOF

pfd包含两个元素的整形数组，用来保存文件描述符；

pfd[0]用于读取管道；pfd[1]用于写管道；

无名管道简单实现：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>int main() {int pfd[2];//pfd[0]读，pfd[1]写int re;pid_t pid;char buf[20] = {0};//创建无名管道re = pipe(pfd);if (re < 0) {perror("pipe");return 0;}//创建进程pid = fork();if (pid < 0) {perror("fork");return 0;}else if (pid == 0) {while(1) {strcpy(buf, "hahahaha");write (pfd[1], buf, strlen(buf));sleep(1);}}else{while(1) {re = read (pfd[0], buf, 20);if (re > 0) {printf("read pipe=%s\\n", buf);}}}}

无名管道进阶

父进程创建管道：

 父进程fork出子进程：

 父进程关闭fd[0]，子进程关闭fd[1]

 无名管道注意事项：

1、只能用于亲缘关系的进程间通信；

2、管道通信是单工的，一端读，一端写，（程序实现时设计好的）

3、数据自己读不能自己写；

4、管道可以用于大于2个进程共享；

无名管道的读写特性：

读管道：

1、管道中有数据，read返回实际读到的字节数；

2、管道中无数据：

        （1）管道写端被全部关闭，read返回0（好像读到文件结尾）

        （2）写段没有全部被关闭，read阻塞等待（不就的将来可能有数据抵达，此时会让出cpu）

写管道：

1、管道读端全部被关闭，进程异常终止（也可以使用捕捉SIGPIPE信号 ，使进程不终止）

2、管道读端没有全部关闭：

        （1）管道已满，write 阻塞（管道大小64k）；

        （2）管道未满，write 将数据写入，并返回实际写入的字节数；

有名管道（命名管道）

创建管道：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *filename, mode_ mode);

成功时返回0，失败返回EOF；

path 创建的管道文件路径；

mode 管道文件的权限，如0666；

有名管道的打开：

//只读方式
open(const char *path, O_RDONLY);//1
open(const char *path, O_RDONLY | O_NONBLOCK);//2
//只写方式
open(const char *path, O_WRONLY);//3
open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);//4

有名管道的特点：

1、有名管道可以是非亲缘的两个进程互相通信；

2、通过路径名来操作，在文件系统中可见，但内容存放在内存中；

3、文件IO来操作有名管道；

4、遵循先进先出规则；

5、不支持leek操作；

6、单工读写；

有名管道注意事项

1、就是程序不能以O_RDWR（读写）模式打开FIFO文件进行读写操作，而其行为也为明确定义，因为如一个管道以读 / 写方式打开，进程可以都会自己的输出，同时我们通常使用FIFO值是为了单向的数据传输。

2、第二个参数中的选项O_NONBLOCK,选项O_NONBLOCK表示的非阻塞，加上这个选项后，表示open调用是非阻塞的，如果没有这个选项，策表示open调用是阻塞的；

3、对于以只读方式（O_RDONLY）打开的FIFO文件，如果open调用是阻塞的（即第二个参数为O_RDONLY），除非有一个进程以写方式打开同一个FIFO，否则他不会返回；如果open调用是非阻塞的（即第二个线束为O_RDONLY | O_NONBLOCK）， 则即使没有其他进程以写方式打开同一个FIFO文件，open调用将成功并立即返回。

对于以只写方式(O_WRONLY)打开的FIFO文件，如果open调用是阻塞的（即第二个参数为O_WRONLY），open调用将被阻塞，直到有一个进程以只读方式打开同一个FIFO文件为止；如果open调用是非阻塞（即第二个参数为O_WRONLY | O_NONBLOCK）,open总会立即返回，但如果没有其他进程以只读方式打开同一个人FIFO文件，open调用将返回-1，并且FIFO也不会被打开；

4、数据完整性，如果有多个进程写同一个管道，使用O_WRONLY方式打开通道，如果写入的数据长度小于等于PIPE_BUG（4K），那么或者写入全部字节，或者一个字节都不写入，系统就可以确保数据绝不会交错在一起。