进程间通信（IPC，Interprocess communication）是一组编程接口，让程序员能够协调不同的进程，使之能在一个操作系统里同时运行，并相互传递、交换信息。这使得一个程序能够在同一时间里处理许多用户的要求。因为即使只有一个用户发出要求，也可能导致一个操作系统中多个进程的运行，进程之间必须互相通话。IPC接口就提供了这种可能性。每个IPC方法均有它自己的优点和局限性，一般，对于单个程序而言使用所有的IPC方法是不常见的。
进程间通信目的：
管道：
管道它是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”。我们都知道在Linux下“一切皆文件”，其实这里的管道就是一个文件。管道实现进程通信就是让两个进程都能访问该文件。管道分为匿名管道和命名管道。
【匿名管道】
#include<unistd.h>
功能：创建一个无名管道
原型
int pipe(int fd[2]);
参数
fd:文件描述符数组，其中fd[0]表示读端，fd[1]表示写端
返回值：成功返回0，失败返回错误代码
管道的特征：
1、只提供单向通信，也就是说，两个进程都能访问这个文件，假设进程1往文件内写东西，那么进程2 就只能读取文件的内容。
2、只能用于具有血缘关系的进程间通信，通常用于父子进程建通信 。
3、管道是基于字节流来通信的 。
4、依赖于文件系统，它的生命周期随进程的结束结束（随进程）。
5、其本身自带同步互斥效果。
实例：从键盘读取数据，写入管道，读取管道，写到屏幕
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
int main(void)
{
int fds[2];
char buf[100];
int len;
if (pipe(fds) == -1)
perror("make pipe"), exit(1);
//读取数据
while (fgets(buf, 100, stdin)){
len = strlen(buf);
//写入管道
if (write(fds[1], buf, len) != len){
perror("write to pipe");
break;
}
memset(buf, 0x00, sizeof(buf));
//读取管道
if ((len = read(fds[0], buf, 100)) == -1){
perror("read from pipe");
break;
}
//写到屏幕
if (write(1, buf, len) != len){
perror("write to stdout");
break;
}
}
}
管道的读写规则：
1、写端的文件描述符关闭，读端一直读。
2、写端的文件描述符没关闭，但写端也不写数据，而读端一直读。
3、写端一直写数据，读端不读，也不关闭它的文件描述符。
4、写端写数据，而读端的文件描述符关闭。
【命名管道】（named pipe 或 FIFO）
管道应用的一个限制就是只能在具有相同祖先（具有亲缘关系）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。
1、与匿名管道的区别：提供了一个路径名与之关联，以FIFO文件的形式存储于文件系统中，能够实现任何两个进程之间通信。而匿名管道对于文件系统是不可见的，它仅限于在父子进程之间的通信。
2、 FIFO是一个设备文件，在文件系统中以文件名的形式存在，因此即使进程与创建FIFO的进程不存在血缘关系也依然可以通信，前提是可以访问该路径。
3、 FIFO(first input first output)总是遵循先进先出的原则，即第一个进来的数据会第一个被读走。
【命名管道的创建】：
1.可在命令行上创建：
$ mkfifo filename
2.在程序里创建：
int mkfifo (const char* filename , mode_t mode);
注释：filename 为管道名称；mode 为权限
实例：用命名管道实现client/server通信：
首先创建Makefile文件：
.PHONY:all
all:client server
client:client.c
gcc -o $@ $^
server:server.c
gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:
rm -f client server
client.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
int main()
{
int wfd = 0;
if((wfd = open("mypipe",O_WRONLY))==-1)//以只写方式打开管道
{
perror("open");
return 1;
}
char buf[1024];
while(1)
{
printf("Please Enter:");
//从标准输入读取数据
fflush(stdout);
size_t s = read(0,buf,sizeof(buf)-1);
if(s>0)
{
buf[s]=0;
write(wfd,buf,strlen(buf));//将读取到的数据写进管道
}
else if(s==-1)
{
perror("write");
return 2;
}
}
return 0;
}
server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
int main()
{
if(mkfifo("mypipe",0644)==-1)//创建命名管道
{
perror("mkfifo");
return 1;
}
int rfd = 0;
if((rfd = open("mypipe",O_RDONLY))==-1)//以只读方式打开管道
{
perror("open");
return 2;
}
char buf[1024];
while(1)
{
ssize_t s = read(rfd,buf,sizeof(buf)-1);//从管道中读数据
if(s>0)
{
buf[s-1]=0;
printf("client say:%s\n",buf);
}
else if(s==0)
{
printf("client quit!!!\n");
break;
}
else
{
perror("read");
return 3;
}
}
return 0;
}
输入make编译代码，然后输入./server ,这时就会创建一个管道，然后再打开一个终端，在这个新的终端上输入./client，就可以进行通信。如下图所示：
