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一、什么是管道
管道是Unix中最古老的进程间通信的形式。 我们把从一个进程连接到另一个进程的一个数据流称为一个“管道”。
管道是半双工的，数据只能向一个方向流动。需要双方通信时，需要建立起两个管道。只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）进行通信。
通常，一个管道由一个进程创建，然后该进程调用fork，此后父、子进程之间就可应用该管道。也就是管道创建要在fork（）前执行。
二、匿名管道（PIPE）
1、匿名管道介绍
匿名管道也就是无名管道，通过pipe（）函数可以创建一个管道，并且匿名管道只能在有亲缘关系的进程中进行通信，何为有亲缘关系？比如父进程与子进程或者两个由同一个父进程创建的子进程。
因为匿名管道是半双工的，所以要实现两个进程互相通信，就需要创建两个管道，一个管道方向为父——>子，另一个为子——>父。
2、pipe（）函数
pipe（）函数的功能是创建一无名管道，下面为pipe（）的函数原型。
#include <unistd.h> //头文件
int pipe(int pipefd[2]);
参数：
pipefd[2]：文件描述符数组，pipefd[0]表示读端，pipefd[1]表示写端。
返回值：
成功返回0，失败返回-1。
下面通过一个段代码使用pipe（）函数来测试父子进程间通过匿名管道的通信。
3、父子进程通过匿名管道进行通信
(1) 需求分析
1.需要准备两个管道，父——>子，子——>父。
2.父——>子的管道，父亲要发送数据，所以要关闭读端，儿子要接收数据，所以要关闭写端。
3.子——>父的管道，父亲要接收数据，所以要关闭写端，儿子要发送数据，所以要关闭读端。
4.父和子两个进程需要通过while循环读取信息或发送信息。
(2) 代码实现
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
using namespace std;
int main()
{
//pipe匿名管道：1、没有名字 2、是用在由同一个进程fork具有亲缘关系的子进程
int pid = 0;
int fatherTochild[2] = { 0 };//父到子文件描述符数组
int childTofather[2] = { 0 };//子到父文件描述符数组
//管道创建要在进程之前，管道一定是放在进程里面使用的，所以管道要在进程创建前创建
if (pipe(fatherTochild) < 0 || pipe(childTofather) < 0)
{
perror("pipe open error");//管道创建失败
}
else
{
cout << "管道开启成功" << endl;
pid = fork();
//子进程
if (pid == 0)
{
char resbuf[255] = { 0 };
close(fatherTochild[1]);//子进程 父到子 关闭写端
close(childTofather[0]);//子进程 子到父 关闭读端
while (1)
{
read(fatherTochild[0], resbuf, sizeof(resbuf));//接收父亲发过来的信息
if (strlen(resbuf) != 0)
{
cout << "父亲对儿子说：" << resbuf << endl;
}
bzero(resbuf, sizeof(resbuf));//清空数组
cout << "儿子:";
fgets(resbuf, sizeof(resbuf), stdin);//控制台输入
write(childTofather[1], resbuf, sizeof(resbuf));//给父亲发信息
bzero(resbuf, sizeof(resbuf));//清空数组
}
}
else if (pid > 0)//父进程
{
char sendbuf[255] = { 0 };
close(fatherTochild[0]);//父进程 父到子 关闭读端
close(childTofather[1]);//父进程 子到父 关闭写端
while (1)
{
cout << "父亲:";
fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin);//控制台输入
write(fatherTochild[1], sendbuf, sizeof(sendbuf));//给孩子发信息
bzero(sendbuf, sizeof(sendbuf));//清空数组
read(childTofather[0], sendbuf, sizeof(sendbuf));//接收孩子发过来的信息
if (strlen(sendbuf) != 0)
{
cout << "儿子对父亲说：" << sendbuf << endl;
}
bzero(sendbuf, sizeof(sendbuf));//清空数组
}
}
}
return 0;
}(3) 测试结果
通过测试结果可以发现，一开始是父亲先输入信息，原因是儿子一开始是先read（），而read（）函数是一个阻塞函数，当读到信息的时候才结束。儿子收到信息后，儿子就执行完read（），并接着执行write（），同时父亲发完信息后也就是执行完write（），并接着执行read（），等待儿子发信息。就这样循环反复的收发信息，就实现了父子进程间的通信。
三、命名管道（FIFO）
1、命名管道介绍
上面的匿名管道只能实现具有亲属关系的进程间通信，如果我们想在不相关的进程之间交换数据，可以使用FIFO文件来做这项工作，它经常被称为命名管道。
命名管道是一种特殊类型的文件，它以文件的形式存在，但不是真正的文件，并且不保留数据，只是起到一个数据传输的作用。
2、创建命名管道
(1) 命令行方式
mkfifo xxx.fifo
(2) 代码方式
umask(0);
mkfifo("/root/projects/test.fifo", 0777);(3) mkfifo（）函数原型
函数功能：创建管道文件.fifo
#include <sys/types.h> //头文件
#include <sys/stat.h> //头文件int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
参数：
pathname：文件路径
mode：文件权限
返回值：
成功返回0，失败返回-1。
3、打开命名管道文件FIFO
1、FIFO和通过pipe调用创建的管道不同，它是一个有名字的文件而表示一个打开的文件描述符。
2、在对它进行读或写操作之前必须先打开它。
3、FIFO文件也要用open和close函数来打开或关闭，除了一些额外的功能外，整个操作过程与文件操作是一样的。
4、传递给open调用的是一个FIFO文件的路径名，而不是一个正常文件的路径名。
4、命名管道的打开规则
1、如果当前打开操作是为读而打开FIFO时，若已经有相应进程为写而打开该FIFO，则当前打开操作将成功返回；否则，可能阻塞直到有相应进程为写而打开该FIFO（当前打开操作设置了阻塞标志，即只设置了O_RDONLY）,反之，如果当前打开操作没有设置了非阻塞标志，即O_NONBLOCK,则返回成功
2、如果当前打开操作是为写而打开FIFO时，如果已经有相应进程为读而打开该FIFO，则当前打开操作将成功返回；否则，可能阻塞直到有相应进程为读而打开该FIFO（当前打开操作设置了阻塞标志）；或者，返回ENXIO错误（当前打开操作没有设置阻塞标志）。
3、通俗的说，要打开一个FIFO命名管道文件，需要一个进程以写打开，并且另一个进程要以读打开，只有满足了有读打开和有写打开，命名管道才算打开成功。就像水管一样，水管的进口和出口需要同时打开，水才能流过去。
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