linux进程间的管道通信

1.进程间通信的概述

           什么是进程间通信？什么是线程间通信？

           进程间通信：在用户空间实现进程间通信是不可能的，通过Linux内核通信。

           线程间通信：可以通过用户空间就可以实现，比如通过全局变量通信。

2.Linux使用的进程间通信方式

           管道通信：无名管道、有名管道（文件系统中有文件名）

           信号通信

           IPC（inter-Process Communitcation）通信：共享内存、消息队列、信号灯

           套接字（socket)

3.进程通信的思想

　　进程间通信每一种通信方式都是基于文件IO的思想

　　Open:功能：创建或打开进程通信对象（函数可能不一样，形式一样）

　　Write：功能：向进程中心写入内容。（函数可能不一样，形式一样）

　　Read：功能：从进程通信对象中读取内容。（函数可能不一样，形式一样）

　　Close：功能:关闭或者删除进程通信对象。（函数可能不一样，形式一样）

4.管道通信

1. 管道通信可分为无名管道（pipe）和有名管道（FIFO），无名管道可用于具有亲缘关系进程间的通信；有名管道除具有管道相似的功能外，它还允许无亲缘关系进程使用。
2. 管道的结构是个顺序队列。
3. 管道中的东西，读完了就删除了，如果管道中没有东西，就会读阻塞。
4. 如果管道写满了，也会写阻塞。
5. 有名管道文件不占用内存空间，只是一个文件描述符，只有当调用open函数去打开的管道文件的的时候，才会在内核空间开辟一段缓存，进程结束空间会自动释放。
6. 无名管道不存在文件节点，只能实现有亲缘关系间进程的通信，无名存在文件节点，但是不占用内存空间。可实现无亲缘关系进程间的通信。

5.管道通信示意图

 

6.管道的使用

                                                                 无名管道的创建

所需头文件	#include<unistd.h>
函数原型	int pipe(int fd[2])
函数参数	两个文件描述符，f[0]用来读，f[1]用来写。
函数返回值	成功0，失败-1

 

                                                                 有名管道的创建

所需头文件	#include<unistd.h>
函数原型	int mkfifo(const char *filename, mode_t mode);
函数参数	filename：创建的管道文件名 mod:文件权限
函数返回值	成功0，失败-1

 

                                                                 管道读写、打开、关闭

                                                                 可直接调用系统IO函数write()进行写，read()进行，open打开、close关闭

                                                                 open函数

所需头文件	#include <fcntl.h>
函数原型	int open(const char* pathname, int flags, mode_t mode);
函数参数	pathname：文件名 flag: O_RDONLY（只读）、O_WRONLY（只写）     O_RDWR（读写） mod:文件权限
函数返回值	成功0，失败-1

 

                                                                  close函数

所需头文件	#include <fcntl.h>
函数原型	int close(int fd);
函数参数	fd：文件描述符
函数返回值	成功0，失败-1

 

                                                                  read函数

所需头文件	#include <fcntl.h>
函数原型	ssize_t read(int fd, void * buf, size_t count);
函数参数	fd：文件描述符 buf：读到哪 count：读多少个字节
函数返回值	返回值为实际读取到的字节数, 如果返回0, 表示已到达文件尾或是无可读取的数据

 

                                                                  write函数

所需头文件	#include <fcntl.h>
函数原型	ssize_t write (int fd, const void * buf, size_t count);
函数参数	fd：文件描述符 buf：写数据 count：写多少个字节
函数返回值	如果顺利write()会返回实际写入的字节数（len）。当有错误发生时则返回-1，错误代码存入errno中

 

7.无名管道程序示例

无名管道代码运行预期结果是父进程先打印，在到子进程打印。

#include"stdio.h"
#include"unistd.h"
#include"sys/types.h"
#include"fcntl.h"
int main()
{
    int pid;
    int i;
    int fd[2];
    int flag = 0;
    if (pipe(fd) < 0)
    {
        printf("creat pipe fail\n");
    }
    
    pid = fork();
    if (pid > 0)
    {
        for(i=0;i<5;i++)
        {
            printf("this is father process\n");
            usleep(100);
        }
        
        flag = 1;
        write(fd[1], &flag, 1);
        sleep(1);
    }
    
    if (pid == 0)
    {
        read(fd[0], &flag, 1);
        while(flag == 0);
        for(i=0;i<5;i++)
        {
            printf("this is child process\n");
            usleep(100);
        }
    }
}

8.有名管道程序示例

改程序有两个.c文件，fifoB.c是读端程序，fifiA.c是写端程序，此外还需要在当前目录创建一个myfifo的管道文件，编译完先运行读端程序，然后在运行写端程序，程序运行的结果写端先打印，读端后打印。

//fifoA.c 写端代码

#include"stdio.h"
#include"unistd.h"
#include"fcntl.h"
int main()
{
    int i;
    char flag = 0;
    int fd;
    fd = open("./myfifo", O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("open faild\n");
        return -1;
    }
    
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("this is A process\n");
        sleep(1);
    }
    flag = 1;
    write(fd, &flag, 1);
    while(1);
    
}

//fifoB.c 读端代码

#include"stdio.h"
#include"unistd.h"
#include"fcntl.h"
int main()
{
    int i;
    char flag = 0;
    int fd;
    fd = open("./myfifo", O_RDWR);
    
    if (fd < 0)
    {
        printf("open falid\n");
        return -1;
    }
    read(fd, &flag, 1);
    while(flag = 0);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("this is B process\n");
        sleep(1);
    }
    
}