Linux进程间通信（上）
目录
什么是管道
匿名管道
匿名管道接口
使用匿名管道通信
匿名管道特性
fcntl函数
函数接口
设置非阻塞属性
命名管道
创建命名管道
命名管道特性
代码验证
什么是管道
管道是Unix中最古老的进程间通信的形式。
我们把从一个进程连接到另一个进程的一个数据流称为一个“管道”
匿名管道
匿名管道接口
pipe函数可以用来创建匿名管道，从而实现进程间通信，函数如下：
先来理解一下pipe()函数的参数到底是什么意思，调用完pipe函数后将参数打印出来:
输出了"3,4"，这是两个小正数，这很容易让我们想到了文件描述符，那么到底是不是呢？我们使用指令进入以该进程号命名的文件夹中：
显然，这两个参数正是文件描述符，那么这两个文件描述符与匿名管道的关系呢？请看下图来理解：
知道了这层关系之后，就可以来用一用这个缓冲区了，如下代码：
代码完成的功能只是在同一个进程中使用管道，没有体现进程间通信，那么想要用匿名管道完成进程间通信，需要怎么做呢？
使用匿名管道通信
通过以上图解分析，要让不同的进程使用匿名管道进行通信，那么这些进程必须拥有匿名管道读写两端的文件描述符，也就是说这些进程有亲缘关系，比如父子进程，满足下图对应的关系：
如下代码中，父进程往管道中写，子进程从管道中读：
1 #include <stdio.h>2 #include <unistd.h>3 #include <string.h>4 int main(){5 int fd[2];6 pipe(fd);//创建匿名管道7 pid_t ret=fork();8 if(ret<0){9 return 0;10 }else if(ret==0){11 char arr[10]={0}; 12 read(fd[0],arr,sizeof(arr)-1);//从匿名管道中读13 printf("%s\n",arr);14 while(1){15 }16 }else{17 const char* str="Hello";18 write(fd[1],str,strlen(str));//往匿名管道中写19 while(1){20 }21 }22 return 0;23 }代码执行后：
成功打印了"Hello",说明子进程读到了管道中的内容，进程间通信成功了，这时我们再来查看父子进程是否都拥有文件描述符呢？如下：
此时，父子进程同时拥有匿名管道两端的文件描述符，进程通信成功。
匿名管道特性
1.管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道。
2.只能用于具有共同祖先的进程（具有亲缘关系的进程）之间进行通信；通常，一个管道由一个进程创建，然后该进程调用fork，此后父、子进程之间就可应用该管道。
3.一般而言，进程退出，管道释放，所以管道的生命周期随进程。
4.管道大小是64KB，如下代码中一直往管道中写，一次写一个字节，直到将管道写满，可以看到最终打印的数字是65536，也就是65536个字节，等于64KB。
5.管道提供字节流服务，也就是说从读端进行读的时候，是将管道中的内容读走了，且读端可以自定义读多少内容。
6.当读写小于pipe_size时，管道保证原子性。pipe_size是4096字节,通过命令:"ulimit -a"可以查看,原子性的意思就是说：一个操作要么不间断的全部被执行，要么一个也没有执行，不存在中间状态。如下：
7.调用pipe创建出来的读写两端的文件描述符，默认都是阻塞属性。就是说：调用write一直写，读端不去读，写满之后write会阻塞。调用read一直读，管道内部被读完后，read会阻塞。如下代码来验证写阻塞，读阻塞与之相类似。使用命令："pstack [pid]"可以查看进程当前正在干什么。
fcntl函数
函数接口
fcntl函数可以用来设置管道为非阻塞属性，该函数如下:
来测试下这个函数，用来获取管道读写两端的：
此时输出的0和1就分别代表读写两端文件描述符的属性信息不同。
设置非阻塞属性
1.写不关闭，读设置为非阻塞属性。让子进程来读，看看会发生什么现象，代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <unistd.h>3 #include <fcntl.h> 4 int main(){ 5 int fd[2];6 int ret=pipe(fd);7 if(ret<0){8 perror("pipe");9 return 0;10 }11 pid_t pid=fork();12 if(pid<0){13 perror("fork");14 return 0;15 }else if(pid==0){16 close(fd[1]);17 int flag=fcntl(fd[0],F_GETFL);18 fcntl(fd[0],F_SETFL,flag|O_NONBLOCK);19 char str[1000]={0};20 ssize_t size_read=read(fd[0],str,sizeof(str)-1);21 printf("%ld\n",size_read);22 perror("read");23 }else{24 close(fd[0]);25 while(1){}26 } 27 return 0;28 }
运行后：
此时read的返回值为-1，而errno被设置为EAGAIN，读失败。
2. 写关闭，读设置为非阻塞属性。让子进程来读，上述代码中父进程关闭写端就可以了，直接来看运行结果：
read的返回值为0，读成功了，读到了0个字节。
3.读不关闭，写设置为非阻塞。让子进程来写，观察当把管道写满后的现象，代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <unistd.h>3 #include <fcntl.h>4 int main(){5 int fd[2];6 int ret=pipe(fd);7 if(ret<0){8 perror("pipe");9 return 0;10 }11 pid_t pid=fork();12 if(pid<0){13 perror("fork");14 return 0;15 }else if(pid==0){16 close(fd[0]);17 int flag=fcntl(fd[1],F_GETFL);18 fcntl(fd[1],F_SETFL,flag|O_NONBLOCK);19 while(1){20 ssize_t size_write=write(fd[1],"s",1);21 printf("%ld\n",size_write);22 perror("write");23 }24 }else{25 close(fd[1]);26 while(1){}27 }28 return 0;29 } 运行代码后：
此时write返回-1，告诉我们资源不可用，写失败。
4.读关闭，写设置为非阻塞。让子进程来写，在上述代码父进程中将读写都关闭即可，运行结果如下：
好像什么都没有发生？我们使用命令来查看当前进程的状态：
子进程中有死循环，父进程没有退出，子进程不会自动退出的，但是此时的现象表明子进程退出了，为什么呢？
本质原因是没有进程在从管道中读了，写入的内容永远不会被读出来，此时继续写入，管道就会破碎，写端进程就会收到一个SIGPIPE信号，导致写端进程崩溃。
命名管道
创建命名管道
1.mkfifo命令创建
2.mkfifo函数创建
下面来用这个函数创建一个命名管道：
命名管道特性
支持不同的进程进行进程间通信，不依赖亲缘性了。
代码验证
拥有了命名管道后，就可以让不同的进程进行进程间通信，如下代码中，命名管道文件存在于当前代码所在目录的上级目录，用open函数打开后，通过各自的文件描述符就可以进行进程间通信了。
观察现象，成功进行了进程间通信。
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