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二、管道(PIPE 、FIFO)
最古老的IPC之一, 以管道文件作为媒介进行传输
其中分为有名管道和无名管道
无名管道的管道文件在文件系统中不可见, 而有名可见
管道通信实质上是内存通信, 由内核负责
2.1无名管道(PIPE)
只能用于亲缘关系的进程(父子 、 兄弟), 由它的机制决定
无名管道的管道文件在文件系统中不可见
使用方法:
1、父进程调用pipe() 函数创建无名管道, 无名管道有读端 、 写端
2、用fork产生子进程, 子进程自动继承父进程的描述符 ,也就是 无名管道的 读端 、 写端
3、这是一种半双工通信, 一条管不能同时又进又出,想 读,就把写关了,另一边就把写关了,读就开 , 如下图所示
2.1.1 父子通信
首先父进程创建一个无名管道 , 有读、写描述符
然后fork 后产生一个子进程,它和父进程称为父子进程
这个子进程继承了父进程的读、写描述符
下面代码,子进程是写,所以要关掉读 ; 父进程是读,所以要关掉写
代码如下(pipe、父子进程):
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
//读、写 描述符
//pipefd[0] 读端描述符,从管道文件读
//pipefd[1] 写端描述符,往管道文件写
int pipefd[2];
//创建无名管道
int res = pipe(pipefd);
if(res==-1){
perror("pipe");
exit(-1);
}
//创建子进程
if(!fork()){//子
//写的时候,要关闭读端
close(pipefd[0]);
int i = 0;
for(i=0;i<50;i++){
write(pipefd[1],&i,sizeof(i));//往管道文件里写
//write 函数参数 介绍
//第一个参数:写描述符
//第二个参数:数据的地址
//第三个参数:数据的大小 (字节)
usleep(100000);
}
close(pipefd[1]); //退出之前,顺便关了写描述符
exit(0);
}
//父进程
printf("pid = %d\n",getpid());
char buf[10] = {};
int num = 0;//和子进程发送的数据类型保持一致
//读的时候,要关闭写端
close(pipefd[1]);
while(1){
res = read(pipefd[0],&num,sizeof(num));//从管道文件读
//read 函数参数 介绍
//第一个参数:读描述符
//第二个参数:数据的地址
//第三个参数:数据的大小 (字节)
if(res<=0)
break;
printf("%d\n",num);
}
close(pipefd[0]);//退出之前,顺便关了读描述符
wait(NULL);//等待子进程退出,回收它的资源(我的系统编程第二篇有讲过)
return 0;
}
2.1.2 兄弟通信
父进程创建了 读、写 描述符
fork 两次后产生了两个子进程(互为兄弟进程),它们都继承父进程的 读、写 描述符
在这里,父进程不参与通信,因此父进程的读、写描述符都需要关闭掉
下面的代码,子1是写,所以关掉读 ; 子2是读,所以关掉写
代码如下(pipe、兄弟进程):
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int pipefd[2];
//创建无名管道
int res = pipe(pipefd);
if(res==-1){
perror("pipe");
exit(-1);
}
//创建子进程
if(!fork()){//子1
//写,关闭读端
close(pipefd[0]);
int i = 0;
for(i=0;i<50;i++){
write(pipefd[1],&i,sizeof(i));
usleep(100000);
}
close(pipefd[1]);
exit(0);
}
if(!fork()){//子2
char buf[10] = {};
int num = 0;
//读,关闭写端
close(pipefd[1]);
while(1){
res = read(pipefd[0],&num,sizeof(num));
if(res<=0)
break;
printf("%d\n",num);
}
close(pipefd[0]);
exit(0);
}
//父进程
printf("pid = %d\n",getpid());
//父进程不通信,关闭读端和写端
close(pipefd[0]);
close(pipefd[1]);
wait(NULL);
wait(NULL);
return 0;
}
2.2有名管道(FIFO)
用于所有进程的通信,不局限父子、兄弟进程
有名管道在文件系统中是可见,虽然可见, 但是是在内存当中
使用方法:
1、进程1创建一个有名管道文件,可以在文件系统中看到, 然后和它通信的进程2打开这个文件即可通信
2、没有读、写描述符, 这里只有文件描述符,用它进行读或写
3、这里也是一个半双工通信
例如进程1创建管道文件、然后打开文件获取文件描述符、接着进行用描述符来读管道文件
代码如下(fifo、读):
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
char buf[100] = {};
//1.创建管道文件
int res = mkfifo("/home/zzy/a.fifo",0666);
if(res==-1){
perror("mkfifo");
exit(-1);
}
//打开管道文件 读
int fd = open("/home/zzy/a.fifo",O_RDONLY);
if(fd==-1){
perror("open");
exit(-1);
}
//读管道
while(1){
res = read(fd,buf,sizeof(buf));
if(res<=0)
break;
printf("buf = %s\n",buf);
}
close(fd);
return 0;
}
而进程2不需要创建管道文件, 打开进程1创建的并获取文件描述符、接着进行用描述符来写管道文件
代码如下(fifo、写):
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
char buf[100] = {};
//打开管道文件 写
int fd = open("/home/zzy/a.fifo",O_WRONLY); //有名管道在文件系统中可见
if(fd==-1){
perror("open");
exit(-1);
}
//写管道
while(1){
printf("请输入:");
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
write(fd,buf,sizeof(buf));
}
close(fd);
return 0;
}
