第13课-无名管道通讯编程

13.1 核心理论

1. 进程通讯方式

l  Linux作为一个多进程的操作系统，进程和进程之间是否也需要通讯呢？答案当然是需要的。我们先来看看通讯的目的：

（1）数据传输

一个进程需要将数据发送给另一个进程。

（2）资源共享

多个进程之间共享同样的资源

（3）通知事件

一个进程需要向另一个/组进程发送消息，通知它们发生了某件事。

（4）进程控制

有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有操作，并能够及时知道它的状态改变。

l  Linux进程通信（IPC：interprocess communication）由以下几部分发展而来：

（1）UNIX进程间通信

（2）基于System V进程间通信

（3）POSIX进程间通信

l  POSIX（Portable Operating System Interface）表示可移植操作系统接口。电气和电子工程师协会IEEE最初开发POSIX标准，是为了提高UNIX环境下应用程序的可移植性。然而，POSIX并不局限于UNIX，许多其它的操作系统，例如Microsoft Windows都支持POSIX标准。

下面介绍7种Linux进程间通讯的主要方式（常作为考试题，得背下来至少5种）：

（1）无名管道（pipe）：数据传输

（2）有名管道（FIFO）：数据传输

（3）信号（signal）：事件通知

（4）消息队列

（5）共享内存：资源共享

（6）信号量

（7）套接字（socket）

2. 管道通讯

一个进程在管道的尾部写入数据，另一个进程从管道的头部读出数据。管道包括无名管道和有名管道两种，前者只能用于父进程和子进程间的通信，后者可用于运行于同一系统中的任意两个进程间的通信。

（1）管道通讯是单向的，有固定的读端和写端。

（2）数据被进程从管道读出后，在管道中该数据就不存在了。

（3）当进程去读取空管道的时候，进程会阻塞。

（4）当进程往满管道写入数据时，进程会阻塞。

（5）管道容量为64KB（#define PIPE_BUFFERS 16 include/linux/pipe_fs_i.h）。

3. 无名管道

在Linux系统中，无名管道一旦创建完成后，操作无名管道等同于操作文件。无名管道的读端被视作一个文件；无名管道的写端也被视作一个文件。在我们使用无名管道的时候，我们首先要创建一个无名管道 ， 之后的问题就是操作无名管道（读和写），当无名管道的读端和写端一旦被创建就会生成相应的两个文件。我们现在对无名管道的操作具变成了对文件的操作。

13.1 函数学习---创建无名管道

（1） 函数名

pipe

（2） 函数原形

int pipe(int pipefd[2]);

（3） 函数功能

创建一个无名管道（creats a pipe，a unidirectional单向的 data channel that can be used for interprocess communication）

（4） 所属头文件

#include<unistd.h>

（5） 返回值

成功：0

失败：-1

（6） 参数说明

pipefd[0]：管道的读端

pipefd[1]：管道的写端

l  在linux系统中，无名管道一旦创建完成后，操作无名管道就等同于操作文件。因此使用read，write，close等函数来访问无名管道。

13.3 范例程序

创建无名管道，并用于父子进程通讯。创建管道要在fork()之前创建，否则它就只属于父进程。

#include<unistd.h>

#include<sys/types.h>

#include<sys/wait.h>

#include<stdio.h>

void main()

{

pid_t pid;

int pipefd[2];

char c_buf[10];

/*  1.创建管道  */

pipe(pipefd);

/*  2.创建子进程 */

pid = fork();

if(pid>0)

{

//父进程写入数据

write(pipefd[1],"hello",6);

wait(NULL);

close(pipefd[1]);

exit(0);

}

if(pid==0)

{

//子进程读取数据

read(pipefd[0],c_buf,6) ;

printf("chlid read is %s\n",c_buf);

close(pipefd[0]);

exit(0);

}

}

运行结果：child read is hello