进程间通信之管道(pipe、fifo)我们先来说说进程间通信(IPC)的一般目的,大概有数据传输、共享数据、通知事件、资源共享和进程控制等。但是我们知道,对于每一个进程来说这个进程看到属于它的一块内存资源,这块资源是它所独占的,所以进程之间的通信就会比较麻烦,原理就是需要让不同的进程间能够看到一份公共的资源。所以交换数据必须通过内核,在内核中开辟?块缓冲区,进程1把数据从?户空间拷到内核缓冲区,进程2再从内核缓冲区把数据读?,内核提供的这种机制称为进程间通信。一般我们采用的进程间通信方式有
管道(pipe)和有名管道(FIFO)
信号(signal)
消息队列
共享内存
信号量
套接字(socket)
我们先来从最简单的通信方式来说起;
匿名管道pipe
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管道的创建
管道是一种最基本的进程间通信机制。管道由pipe函数来创建:
调用pipe函数,会在内核中开辟出一块缓冲区用来进行进程间通信,这块缓冲区称为管道,它有一个读端和一个写端。
pipe函数接受一个参数,是包含两个整数的数组,如果调用成功,会通过pipefd[2]传出给用户程序两个文件描述符,需要注意pipefd?[0]指向管道的读端,pipefd[1]指向管道的写端,那么此时这个管道对于用户程序就是一个文件,可以通过read(pipefd[0]);或者write(pipefd[1])进行操作。pipe函数调用成功返回0,否则返回-1..
那么再来看看通过管道进行通信的步骤:
》父进程创建管道,得到两个文件描述符指向管道的两端
》利用fork函数创建出子进程,则子进程也得到两个文件描述符指向同一管道
》父进程关闭读端(pipe[0]),子进程关闭写端pipe[1],则此时父进程可以往管道中进行写操作,子进程可以从管道中读,从而实现了通过管道的进程间通信。
???
?
示例代码:
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44 #include
#include
?#include
int?main(www.hunanwang.net)
{
int?_pipe[2];
int?ret=pipe(_pipe);
????if(ret<0)
????{
?????????perror("pipe\n");
????}
??pid_tid=fork();
??if(id<0)
{
???????perror("fork\n");
???}
???else?if(id==0)??//child
????{
????????close(_pipe[0]);
????????int?i=0;
????????char?mesg=NULL;
???????while(i<100)
???????{
???????????mesg="Iamchild";
???????????write(_pipe[1],mesg,strlen(mesg)+1);
???????????sleep(1);
???????????++i;
????????}
?????}
????else??//father
???{
???????close(_pipe[1]);
?????????int?j=0;
????????char?_mesg[100];
?????????while(j<100)
????????{
??????????memset(_mesg,''\0'',sizeof(_mesg));
??????????read(_pipe[0],_mesg,sizeof(_mesg));
??????????printf("%s\n",_mesg);
??????????j++;
????????}
????}
???return?0;
} 结果演示:
???
?
pipe的特点:
1.只能单向通信
2.只能血缘关系的进程进行通信
3.依赖于文件系统
4、生命周期随进程
5.面向字节流的服务
6.管道内部提供了同步机制
说明:因为管道通信是单向的,在上面的例子中我们是通过子进程写父进程来读,如果想要同时父进程写而子进程来读,就需要再打开另外的管道;
管道的读写端通过打开的?件描述符来传递,因此要通信的两个进程必须从它们的公共祖先那上间通信,也可以fork两次,把,然后两个,总之?需要通过fork传递,它们才能通信。
四个特殊情况:
》如果所有指向管道写端的,?仍然有进程从管道的读端读数据,那么管道中剩余的数据都被读取后,再次read会返回0,就像读到
》如果有指向管道写端的,这时有进程从管道读端读数据,那么管道中剩余的数据都被读取后,再次read会阻塞,直到管道中有数据可读了才读取数据并返回。
》如果所有指向管道读端的,这时有进程指向管道的写端write,那么该进程会收到信号SIGPIPE,通常会导致进程异常终
》如果有指向管道读端的,?持有管道写端的进程也没有从管道中读数据,这时有进程向管道写端写数据,那么在管道被写满时再write会阻塞,直到管道中有空位置了才写
?
命名管道FIFO
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在管道中,只有具有血缘关系的进程才能进行通信,对于后来的命名管道,就解决了这个问题。FIFO不同于管道之处在于它提供FIFO的FIFO的进程不存在亲缘关系,只要可以访问该路径,就能够通过FIFO相互通信。值得注意的是,FIFO(firstinputfirstoutput)总是按照先进先出的原则
命名管道的创建
创建命名管道的系统函数有两个:mknod和mkfifo。两个函数均定义在头sys/stat.h,函数原型如下:#include#includeintmknod(constcharpath,mode_tmod,dev_tdev);intmkfifo(constcharpath,mode_tmode);
函数mknod参数中path为创建的命名管道的全路径名:mod为创建的命名管道的模指明其存取权限;dev为设备值,该值取决于。这两个函数调0,失败都返回-1。下mknod函数创建了
umask(0);if(mknod("/tmp/fifo",S_IFIFO|0666)==-1){perror("mkfifoerror");exit(1);}函数mkfifo前两个参数的含义和mknod相同。下mkfifo的umask(0);if(mkfifo("/tmp/fifo",S_IFIFO|0666)==-1){perror("mkfifoerror!");exit(1);}"S_IFIFO|0666"指明创建0666,即创建者、与创建者同组的这umask对管道。命名管道创建后就可以使名管道时,必须先调open()将其打开。因为命名管道是是存在于内存中的特殊需要注意的是,调open()打开命名管道的进程可能会被阻塞。但如果同时式(O_RDWR)打开,则O_RDONLY)打开,则调open()
?
运行示例
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那么此时我们早server.c中创建命名管道并打开,对管道中进行写操作,在client.c中进行读操作,把读到的内容进行打印,就实现了我们的使用命名管道通信。
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64 Server.c:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define_PATH_NAME_"/tmp/file.tmp"
#define_SIZE_100
????
?int?main()
?{
??????int?ret=mkfifo(_PATH_NAME_,S_IFIFO|0666);
??????if(ret==-1){
???????????printf("makefifoerror\n");
???????????return?1;
??????}
?????char?buf[_SIZE_];
?????memset(buf,''\0'',sizeof(buf));
?????int?fd=open(_PATH_NAME_,O_WRONLY);
?????while(1)
?????{
?????????//scanf("%s",buf);
?????????fgets(buf,sizeof(buf)-1,stdin);
?????????int?ret=write(fd,buf,strlen(buf)+1);
?????????if(ret<0){
?????????printf("writeerror");
?????????break;
?????????}
?????}
??????close(fd);
??????return?0;
?}???????????????????
?
Client.c:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define_PATH_NAME"/tmp/file.tmp"
#define_SIZE_100
int?main(www.visa158.com)
{
????int?fd=open(_PATH_NAME,O_RDONLY);
????if(fd<0){
????????printf("openfileerror");
????????return?1;
????}
???char?buf[_SIZE_];
???memset(buf,''\0'',sizeof(buf));
???while(1)
???{
???????int?ret=read(fd,buf,sizeof(buf));
???????if(ret<0){
???????????printf("readendorerror\n");
???????????break;
???????}
???printf("%s",buf);
???}
???close(fd);
???return?0;
?} 结果演示:
??
?????可以看到我实在服务端发送了“Hello”“Iamaerver”,在客户端可以收到此内容,完成简单的进程间通信。
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