进程间通信--匿名管道

进程通信的目的

数据传输：进程间需要数据的传输
资源共享：两个或多个进程共享相同资源
通知事件：当事件发生时需要通知另一个进程
进程控制：一个进程需要控制另一个进程运行时，如调试程序

进程间通信的方式

管道：匿名管道和有名管道　
system V IPC: system 共享内存，system 消息队列，system 信号量
posix IPC：消息队列，共享内存，信号量，信号量集，条件变量，读写锁

匿名管道

匿名管道特性：
匿名管道是一个伪文件，实质上是一在Linux内核借助内核缓冲区，使用环形队列实现。
匿名管道由两个文件描述符引用，返回一个文件描述符数组fd[2],其中fd[0] 为读端，fd[1]为写端。
匿名管道是半双工通信，管道中数据只能从一个进程流向另一个进程。
匿名管道中数据遵从先入先出，并且读取后管道中数据会消失。
匿名管道所传输的是无格式的字节流。这就需要管道输入方和输出方事先约定好数据格式。
匿名管道的大小有限制。
匿名管道因为没有名字，需要通过文件描述符进行操作，因为只有具有亲缘关系的进程拷贝文件描述符表进行操作，因此只能在具有亲缘关系进程间通信（如父子进程，兄弟进程进程）
pipe函数，创建一个匿名管道
函数原形：int pipe(int fd[2])；
参数：fd: 文件描述符数组，其中fd[0]为读端，fd[1]为写端。和流的描述符一直０为读１为写
返回值：成功返回０，失败返回错误码
pipe管道读写特性：
当管道设置为阻塞属性时(默认为阻塞)
当写端文件描述符没有关闭，read 函数进行读操作时，如果管道有数据，将返回实际读取的字节数，当管道没有数据时, read函数将被阻塞，直到管道中被写入数据进行读取返回，
当所有写端文件描述符被关闭，read 函数进行读操作时，如果管道有数据，将返回实际读取的字节数，当管道没有数据时，read函数将返回０
当读端文件描述符没有关闭，当write进行写操作时，如果管道没有被写满就进行写入并返回实际写入字节数，如果管道已经被写满write将被阻塞，直到管道数据被读出有空间，才会写入数据返回写入的字节数。
当所有读端文件描述符被关闭，当write进行写操作时，会收到SIGPIPE信号
当管道设置为非阻塞属性时
当写端文件符没有关闭时，read函数进行读操作时，如果管道有数据，将返回实际读取的字节数，管道无数据时直接返回
当写端关闭时同阻塞
当读端没有关闭时，write进行写操作时，如果管道有空间将进行写入返回写入字节数，当管道满时，
当所有读端都关闭时，write进行写操作时收到SIGPIPE信号
设置非阻塞io方法：fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int main()
{
    int fd[2];
    if(pipe(fd) < 0)
    {   
        perror("pipe error");
    }
    //管道必须在创建子进程之前进行创建,只有这样才能在创建子进程时
    //拷贝父进程文件描述符表，使得父子进程都拥有两个分别指向读写的描述符
    //并且指向同一管道
    pid_t pid = fork();
    if(pid < 0)
    {   
        perror("creat child process failure");
    }
    else if(pid == 0)
    {   
        printf("this is read process\n");
        close(fd[1]);

        char buff[1024] = { 0 };
        int ret = read(fd[0], buff, 1023);
        printf("ret:%d\nbuff:%s\n", ret, buff);

      //memset(buff, 0, 1024);
      //ret = read(fd[0], buff, 1023); 
      //printf("ret:%d\nbuff:%s\n", ret, buff);

        close(fd[0]);
        printf("read exit\n");
        _Exit(1);
    }
    else if(pid > 0)
    {
        pid_t pid2 = fork();
        if(pid2 == 0)
        {
            printf("this is write process\n");
            close(fd[0]);

            write(fd[1], "hello!!", 7);
            sleep(2);
            printf("write\n");
            write(fd[1], "world", 5);

            close(fd[1]);
            printf("write exit\n");
            _Exit(0);
        }else
        {
            //父进程进行检查子进程状态
            int status;
            close(fd[0]);
            close(fd[1]);
            printf("this is parent\n");

            while(1)
            {
                int ret = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
                if(ret < 0)
                {
                    break;
                }
                else if(ret > 0)
                {
                    if(status && 0xFF)
                    {
                        printf("sig code:%d\n", status & 0x7F);
                    }
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

上面程序建立两个子进程（一个写进程一个读进程）之后关闭读端写端，写进程写入管道数据，读进程读取管道数据之后关闭读端，这时写进程进行写入数据时会收到SIGPIPE信号终止进程。