1.管道的特點(diǎn)

（1）無論有名還是無名，寫入管道的數(shù)據(jù)都在內(nèi)存中。
（2）管道是一種半雙工通信方式（通信方式有單工（固定接收方發(fā)送方，接收方只能接收，發(fā)送方只能發(fā)送）、半雙工（如同對(duì)講機(jī)，兩端可以切換寫入和接收）、全雙工（每端都可以接收和寫入，且可以同時(shí)進(jìn)行））。
（3）有名和無名管道的區(qū)別：有名可以在任意進(jìn)程間使用，而無名只能在父子進(jìn)程間。
（4）對(duì)于管道，我們只能以只讀打開或者只寫打開。
（5）有名管道得需要讀和寫都打開，否則只以讀打開或者只以寫打開都會(huì)阻塞。
（6）管道中沒有數(shù)據(jù)時(shí)，讀管道read會(huì)發(fā)生阻塞，直至管道被寫入數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)，再次阻塞。如果寫端被關(guān)閉，讀端read返回值會(huì)成為0。如果讀端被關(guān)閉，寫端向管道寫入數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)退出。
（7）管道寫滿后，寫端會(huì)阻塞。
（8）由于管道的數(shù)據(jù)都在內(nèi)存中，所以查看管道大小總是0。
管道的實(shí)現(xiàn)：

寫入從頭指針開始，讀取從尾指針開始。寫入之后，頭指針挪動(dòng)，讀取之后尾指針挪動(dòng)。如果是頭指針趕上尾指針，那么管道被寫滿，寫就會(huì)被阻塞。如果是尾指針趕上頭指針，那么管道為空，read阻塞。
管道可以用來在兩個(gè)進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)，如： ps -ef | grep “bash”, 其中‘|’就是管道，其作用就是將 ps 命令的結(jié)果寫入管道文件，然后 grep 再從管道文件中讀出該數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾。
管道大小是可以查看的，如下圖可以看到管道512字節(jié)為一個(gè)單位，乘以8就是整個(gè)管道大小。

2.有名管道

2.1有名管道的創(chuàng)建和頭文件

有名管道可以在任意兩個(gè)進(jìn)程之間通信
有名管道的創(chuàng)建：
（1）命令創(chuàng)建： mkfifo + 管道名
（2）系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建

#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> //filename 是管道名 mode 是創(chuàng)建的文件訪問權(quán)限 int mkfifo( const char *filename, mode_t mode);

2.2有名管道的使用

進(jìn)程 a 從鍵盤獲取的數(shù)據(jù)循環(huán)傳遞給另一個(gè)進(jìn)程 b。
我們可以用創(chuàng)建一個(gè)文件，a從鍵盤獲取字符串存放到文件中，b從文件中讀取。但是文件是存在磁盤上的，速度沒有管道快，而且從文件讀不到數(shù)據(jù)不會(huì)等待，但是管道不一樣，b從管道讀不到數(shù)據(jù)會(huì)阻塞，直到a又向管道中寫入數(shù)據(jù)。

首先用命令mkfifo+管道名稱創(chuàng)建管道

寫端代碼：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<unistd.h> #include<assert.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h>int main() {int fd = open("fifo",O_WRONLY);assert(fd != -1);printf("open FIFO success\n");while(1){printf("please input:\n");char buff[128] = {0};fgets(buff,128,stdin);write(fd,buff,strlen(buff)-1);if(strncmp(buff,"end",3)==0){break;}}close(fd);exit(0); }

讀端代碼：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<unistd.h> #include<assert.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h>int main() {int fd = open("fifo",O_RDONLY);assert(fd != -1);printf("FIFO open success\n");while(1){char buff[128] = {0};int n = read(fd,buff,127);if(n <= 0 || (strncmp(buff, "end", 3)==0)){break;}printf("%s\n",buff);}close(fd);exit(0); }

（1）如果讀端或者寫端先打開，那么將會(huì)在open阻塞住 ，直至另一端也打開管道。
（2）寫端和讀端都打開后，讀端會(huì)在read處阻塞，寫端向管道中寫入數(shù)據(jù)后，讀端才正常執(zhí)行read，執(zhí)行完繼續(xù)在read阻塞。
（3）如果讀端關(guān)閉，寫端在向管道輸入數(shù)據(jù)后會(huì)觸發(fā)信號(hào)（SIGPIPE）自動(dòng)退出。
（4）如果寫端關(guān)閉，讀端read函數(shù)值會(huì)返回0。
當(dāng)寫端和讀端都在打開著，管道中的數(shù)據(jù)如果沒有及時(shí)讀出，不會(huì)消失。比如將讀端加上休眠10s，代碼如下：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<unistd.h> #include<assert.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h>int main() {int fd = open("fifo",O_RDONLY);assert(fd != -1);printf("FIFO open success\n");while(1){char buff[128] = {0};int n = read(fd,buff,127);if(n <= 0 || (strncmp(buff, "end", 3)==0)){break;}printf("%s\n",buff);sleep(10);}close(fd);exit(0); }

寫端和讀端執(zhí)行情況：


發(fā)現(xiàn)，在讀端還沒來得及讀走管道數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)懚嗽俅蜗蚬艿缹懭霐?shù)據(jù)，管道中沒讀走的數(shù)據(jù)會(huì)被讀端下一次讀走。

3.無名管道

無名管道主要應(yīng)用于父子進(jìn)程間的通信。
無名管道的創(chuàng)建：

#include <unistd.h> 2. /* 3. pipe()成功返回 0，失敗返回-1 4. fds[0]是管道讀端的描述符 5. fds[1]是管道寫端的描述符 6. */ 7. int pipe( int fds[2]);

代碼演示：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<unistd.h> #include<assert.h>int main() {int fd[2];int res = pipe(fd);assert(res != -1);pid_t pid = fork();assert(pid != -1);if(pid == 0){close(fd[1]);char buff[128] = {0};read(fd[0],buff,127);printf("child read:%s\n",buff);close(fd[0]);}else{close(fd[0]);char buff[128] = {0};printf("please input(less 128):\n");fgets(buff,128,stdin);write(fd[1],buff,strlen(buff)-1);close(fd[1]);}exit(0); }

執(zhí)行結(jié)果:

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的进程间通信（IPC机制）——管道的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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