【linux高级程序设计】（第九章）进程间通信-管道 1

Linux操作系统所支持的主要进程间的通信机制。

 

无名管道 PIPE

cat test.txt| grep hello

上面这种管道，将一个命令的输出作为另一个命令的输入，而这种管道是临时的，命令执行完成后将自动消失，称为无名管道。

 

int pipe (int __pipedes[2]) ：创建无名管道

　　如果执行成功，pipe将存储两个整型文件描述符于__pipedes[0]（只能读）和__pipedes[1]（只能写）中，它们分别指向管道的两端。如果需要双工的，需要建立两个管道。

                       

 

读写无名管道

必须确认还存在一个进程，可以使进程自己。默认以阻塞方式读写管道，如果修改可以使用fcntl函数实现。

（1）以阻塞方式读取无名管道，且当前没有进程可以访问写端

• 如果管道现有数据无数据，立即返回0
• 如果管道现有数据大于要读出的数据，立即读取期望大小的数据
• 如果管道现有数据小于要读出的数据，立即读取所有数据

第一种情况

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

int main(void)
{
    int p[2];
    pipe(p);
    close(p[1]);  //断开当前进程与管道写端的联系
    char buf[128];
    memset(buf, '\0', 128);
    int ret = -1;
    ret = read(p[0], buf, 128); //阻塞读，无数据，无进程关联写，立即返回
    printf("buf = %s\n", buf);
}

第二、三种情况

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

int main(void)
{
    int p[2];
    pipe(p);
    write(p[1], "helloworld", 10);  //写入10个字节
     close(p[1]);                     //断开当前进程与管道写端的联系
    char buf[128];
    memset(buf, '\0', 128);
    int ret = -1;
    ret = read(p[0], buf, 3); //有数据，且大于期望读出值
    printf("first, ret = %d, buf = %s\n", ret, buf);
    ret = read(p[0], buf, 15); //有数据，且小于期望读出值
    printf("second, ret = %d, buf = %s\n", ret, buf);
}

 

（2）以阻塞方式读取无名管道，且当前有进程可以访问写端

• 管道中无任何数据，读操作阻塞
• 管道中有数据，现有数据大小小于期望读出值，读出现有数据并返回。
• 管道中有数据，现有数据大小大于期望读出值，读出期望大小的数据并返回。

第一种情况

int main(void)
{
    int p[2];
    pipe(p);
    char buf[128];
    memset(buf, '\0', 128);
    int ret = -1;
    ret = read(p[0], buf, 128); //阻塞读，无数据，无进程关联写，立即返回
    printf("buf = %s\n", buf);
}

阻塞了，通过Ctrl+C退出。

 

第二、三种情况（其实跟之前的代码比就少了一句close）

int main(void)
{
    int p[2];
    pipe(p);
    write(p[1], "helloworld", 10);  //写入10个字节
    char buf[128];
    memset(buf, '\0', 128);
    int ret = -1;
    ret = read(p[0], buf, 3); //有数据，且大于期望读出值
    printf("first, ret = %d, buf = %s\n", ret, buf);
    ret = read(p[0], buf, 15); //有数据，且小于期望读出值
    printf("second, ret = %d, buf = %s\n", ret, buf);
}

 

（3）如果以阻塞方式写无名管道，如果当前没有可以访问读端的进程，写操作将收到SIGPIPE信号，write返回-1.

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>

void handler(int sig)
{
    if(SIGPIPE == sig)
        printf("recv SIGPIPE\n");
}
int main(void)
{
    int p[2];
    signal(SIGPIPE, handler);
    pipe(p);
     close(p[0]);                     //断开当前进程与管道读端的联系
    int ret = -1;
    ret = write(p[1], "helloworld", 10);  //写入10个字节
    printf("ret = %d\n", ret);
}

 

（4）如果以阻塞方式写无名管道，如果当前管道已经满，则阻塞当前进程。多个进程试图写管道需要避免竞争的机制。写入建议小于PIPE_BUF(默认4096)大小。

（5）如果以O_NDELAY或O_NONBLOCK设置了管道的读端，如果管道中没有数据，将立即返回-1，且置errno为EAGAIN错误

（6）如果以O_NDELAY或O_NONBLOCK设置了管道的写端，如果管道中没有足够空间，将立即返回-1，且置errno为EAGAIN错误