拥有梦想是一种智力，实现梦想是一种能力

概述

若是一个多线程的进程，由于各个线程共享一个地址空间，可以直接通过变量的形式进行通信。而进程，由于各个进程独占一个地址空间，我们需要一种通信机制来完成进程间的数据交互。本章介绍的是无名管道，进程间的通信机制有以下几种：

• 无名管道（pipe）
• 有名管道 （fifo）
• 信号（signal）
•  
• 共享内存（share memory）
• 消息队列（message queue）
• 信号灯集（semaphore set）
•  
• 套接字（socket）

之间有区分与各自的运用场景，其中套接字通常使用在网络服务，其他只能在本地场景下使用。笔者以后会逐一学习，本章介绍无名管道。

无名管道

无名管道本质

是进程间通信机制，无名管道并不是普通的文件，不属于任何文件系统，并且只存在于内存中

无名管道特点

• 只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信
• 单工的通信模式，具有固定的读端和写端
• 无名管道创建时会返回两个文件描述符，分别用于读写管道

无名管道通信机制

 pfd[0]保存文件的描述符用于读管道；pfd[1]同样是保存文件的描述符用于写管道。这两个文件构成一个管道！
 

读管道特性

• 写端存在且有数据时，read返回实际读取的字节数
• 写端存在但无数据时，进程读阻塞（知道有数据可读.）
• 写端不存在但有数据时，read返回实际读取的字节数
• 写端不存在且无数据时，read返回0

写管道特性

• 读端存在且有空间，write返回实际写入的字节数
• 读端存在但无空间，进程写阻塞
• 读端不存在，管道断裂！   进程异常结束

pipe创建无名管道

#include  <unistd.h>
int  pipe(int pfd[2]);

•  成功时返回0，失败时返回EOF
•  pfd  包含两个元素的整形数组，用来保存文件描述符
•  pfd[0]用于读管道；pfd[1]用于写管道

示例1

分析：子进程1和子进程2分别往管道中写入字符串；父进程读管道内容并打印；

  

   

    

     

    
    

     

      #include <stdio.h>
     
    
   

    

     

    
    

     

      #include <stdlib.h>
     
    
   

    

     

    
    

     

      #include <unistd.h>
     
    
   

    

     

    
    

     

      #include <sys/types.h>
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      int main(void) {
     
    
   

    

     

    
    

     
  pid_t pid1, pid2;
     
    
   

    

     

    
    

     
  char buf[32];
     
    
   

    

     

    
    

     
  int pfd[2];
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
  if (pipe(pfd) < 0) {
     
    
   

    

     

    
    

     
    perror(“pipe”); 
     
    
   

    

     

    
    

     
	exit(-1);
     
    
   

    

     

    
    

     

        }
     
    
   

    

     

    
    

     
  
     
    
   

    

     

    
    

     
  if ((pid1 = fork()) < 0) {
     
    
   

    

     

    
    

     
    perror(“fork”);  
     
    
   

    

     

    
    

     
	exit(-1);
     
    
   

    

     

    
    

     

        }
     
    
   

    

     

    
    

     
  else if (pid1 == 0) {          // 子进程1
     
    
   

    

     

    
    

     
    strcpy(buf, “I’m process1”);
     
    
   

    

     

    
    

     
    write(pfd[1], buf, 32);
     
    
   

    

     

    
    

     
    exit(0);   
     
    
   

    

     

    
    

     

        }
     
    
   

    

     

    
    

     
  else {             // 父进程
     
    
   

    

     

    
    

     
    if ((pid2 = fork()) < 0) {
     
    
   

    

     

    
    

     
      perror(“fork”); exit(-1);
     
    
   

    

     

    
    

     

          }
     
    
   

    

     

    
    

     
    else if (pid2 == 0) {        // 子进程2
     
    
   

    

     

    
    

     
      sleep(1);
     
    
   

    

     

    
    

     
      strcpy(buf, “I’m process 2”);
     
    
   

    

     

    
    

     
      write(pfd[1], buf, 32);
     
    
   

    

     

    
    

     

          }  
     
    
   

    

     

    
    

     
    else {        // 父进程
     
    
   

    

     

    
    

     
      wait(NULL);
     
    
   

    

     

    
    

     
      read(pfd[0], buf, 32);
     
    
   

    

     

    
    

     
      printf(“%s\n”, buf);
     
    
   

    

     

    
    

     
      wait(NULL);
     
    
   

    

     

    
    

     
      read(pfd[0], buf, 32);
     
    
   

    

     

    
    

     
      printf(“%s\n”, buf);
     
    
   

    

     

    
    

     

          }
     
    
   

    

     

    
    

     

        }
     
    
   

    

     

    
    

     
  
     
    
   

    

     

    
    

     
  return  0;
     
    
   

    

     

    
    

     

      }       
     
    
   

    

     

    
    

     
  
     
    
  
 

示例2

获取无名管道的大小

分析：循环写入管道，直到阻塞，count记录统计的循环的次数

  

   

    

     

    
    

     

      #include <stdio.h>
     
    
   

    

     

    
    

     

      #include <stdlib.h>
     
    
   

    

     

    
    

     

      #include <unistd.h>
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      int main(int argc, char *argv[])
     
    
   

    

     

    
    

     

      {
     
    
   

    

     

    
    

     
   int pfd[2], count = 0;
     
    
   

    

     

    
    

     
   char buf[1024];
     
    
   

    

     

    
    

     
   
     
    
   

    

     

    
    

     
   if (pipe(pfd) < 0)
     
    
   

    

     

    
    

     

         {
     
    
   

    

     

    
    

     
     perror("pipe");
     
    
   

    

     

    
    

     
     exit(-1);	 
     
    
   

    

     

    
    

     

         }
     
    
   

    

     

    
    

     
   
     
    
   

    

     

    
    

     
   while ( 1 )
     
    
   

    

     

    
    

     

         {
     
    
   

    

     

    
    

     
      write(pfd[1], buf, 1024);
     
    
   

    

     

    
    

     
	  printf("wrote %dk bytes\n", ++count);
     
    
   

    

     

    
    

     

         }
     
    
   

    

     

    
    

     
   
     
    
   

    

     

    
    

     
   return  0;
     
    
   

    

     

    
    

     

       }
     
    
  
 

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