Linux 进程通信之：管道（Pipe）

一、简介

管道（pipe） 是一种最基本的 IPC（Inter Process Communication）机制，优点是简单。

二、特点：

管道只适用于 存在血缘关系 的两个进程之间通信，因为只有存在血缘关系的两个进程之间才能共享文件描述符
管道分为两端，一端读，一端写，有两个文件描述符分别表示读端和写端
管道是单向的，数据从写端输入，从读端取出
管道的本质是一个伪文件（实为内核缓冲区）
管道有容量限制，2.6.11 版本之前的 Linux 内核管道容量为 page size（4 Kb），之后版本改为 65535 字节
当管道满时，写端将堵塞。当管道空时，读端将堵塞

三、API 说明

1. 头文件

#include <unistd.h>

2. 创建并打开管道

int pipe(int pipefd[2]);

3. 参数说明

pipefd[0] ：读端的文件描述符
pipefd[1] ：写端的文件描述符

4. 返回值说明

成功返回 0，失败返回 -1，并设置相应的 errno。

四、示例

下面演示一个，父进程往管道写入数据，子进程从管道读出数据并输出到标准输出流。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
 
int main() {
    int pipe_fd[2]; // pipe_fd[0] 表示读端，pipe_fd[1] 表示写端
    pid_t child_pid;
    char buf[] = "Hello World";
 
    if (pipe(pipe_fd) == -1) { // 创建管道
        perror("pipe failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    child_pid = fork(); // 创建一个子进程
    if (child_pid == -1) {
        perror("fork failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    if (child_pid == 0) { // 根据 fork 的特点，child_pid 等于 0 表示子进程
        close(pipe_fd[1]); // 子进程从管道读数据，所以关闭写端
        while (read(pipe_fd[0], &buf, 1) > 0) { // 从读端读出数据
            write(STDOUT_FILENO, &buf, 1); // 写入到标准输出流显示
        }
        close(pipe_fd[0]);
        _exit(EXIT_SUCCESS);
    } else { // 根据 fork 的特点，child_pid 大于 0 表示父进程
        close(pipe_fd[0]); // 父进程从管道写数据，所以关闭读端
        write(pipe_fd[1], &buf, strlen(buf)); // 往写端写入数据
        close(pipe_fd[1]);
        wait(NULL); // 等待并回收子进程
        _exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    return 0;
}

Linux 进程通信之：管道 （Pipe）