linux 管道 top,linux IPC总结——管道
管道
管道是unix ipc的最古老形式,是一种在内存中的特殊文件,只能在具有公共祖先的进程之间使用(即父子进程,兄弟进程)。
管道由pipe函数创建
#include
int pipe(int fd[2])
fd[1]写,fd[0]读。
单个进程的管道几乎没有任何用处,通常,调用pipe的进程接着调用fork,这样就创建了父子进程间的管道。
#include #include#include#include
intmain()
{int fd[2];char buf[80];
pid_t pid;
pipe(fd);
pid=fork();if(pid>0)
{//父进程
printf("Father thread");char s[]="Hello";
write(fd[1],s,sizeof(s));
close(fd[0]);
close(fd[1]);
}else if(pid==0)
{
printf("Child Thread");
read(fd[0],buf,sizeof(buf));
printf("%s",buf);
close(fd[0]);
close(fd[1]);
}
waitpid(pid,NULL,0);//等待子进程结束
return 0;
}
输出结果:
Father thread
Child Thread
Hello
当管道的一端关闭时:
当读一个写端关闭的管道时,则认为已经读到了数据的末尾,读函数返回的读出字节数为0;
当写一个读端关闭的管道时,向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIFPIPE信号,应用程序可以处理该信号,也可以忽略(默认动作则 是应用程序终止)。
从管道中读取数据:
当管道的写端存在时,如果请求的字节数目大于PIPE_BUF,则返回管道中现有的数据字节数,如果请求的字节数目不大于PIPE_BUF,则返回管道中现有数据字节数(此时,管道中数据量小于请求的数据量);或者返回请求的字节数(此时,管道中数据量不小于请求的数据量)。注:PIPE_BUF在include/linux/limits.h中定义。
向管道中写入数据:
向管道中写入数据时,linux将不保证写入的原子性,管道缓冲区一有空闲区域,写进程就会试图向管道写入数据。如果读进程不读走管道缓冲区中的数据,那么写操作将一直阻塞。
管道因为没有名字所以只能用于具有亲缘关系的进程,而有名管道(FIFO)则克服了这个限制。
FIFO
创建函数如下
#include #include
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
第一个参数是一个普通的路径名,即为FIFO的名字。第二个参数设置权限,跟创建普通文件一样。
FIFO的读写也像普通文件一样,不过需要读写端都打开,具体规则如下:
当打开(open)时:
若没有设置O_NONBLOCK,只读open要阻塞到其它进程为写而打开FIFO。类似地,只写open要阻塞到其它进程为读而打开FIFO。
如果设置了O_NONBLOCK,则只读open立即返回,若没有其它进程为写而打开FIFO,则返回-1。
用FIFO模拟生产者消费者问题:
fifo2.cpp:
#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include
#define FIFO "/tmp/myfifo"
#define BUF_SIZE PIPE_BUF
#define SEND_MAX (1024*1024*10)
using namespacestd;intmain()
{intpid,fifo_fd;intsend_num;char *buf[BUF_SIZE+1];if(-1 ==access(FIFO,F_OK))
{int res = mkfifo(FIFO,0777);if(res != 0)
{
fprintf(stderr,"can't create fifo in %s",FIFO);
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
fifo_fd=open(FIFO,O_WRONLY);
printf("process %d open fifo %d",getpid(),fifo_fd);if(fifo_fd == -1)
exit(EXIT_FAILURE);intres;while(send_num
{
res=write(fifo_fd,buf,BUF_SIZE);if(res == -1)
{
cout<
exit(EXIT_FAILURE);
}
send_num+=res;
}return 0;
}
fifo3.cpp
#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include
#define FIFO "/tmp/myfifo"
#define BUF_SIZE PIPE_BUF
#define SEND_MAX (1024*1024*10)
using namespacestd;intmain()
{intfifo_fd;intres;char buffer[BUF_SIZE+1];int read_num = 0;
fifo_fd=open(FIFO,O_RDONLY);
printf("process %d open FIFO %d",getpid(),fifo_fd);if(fifo_fd == -1)
exit(EXIT_FAILURE);do{
res=read(fifo_fd,buffer,BUF_SIZE);
read_num+=res;
}while(res>0);
close(fifo_fd);return 0;
}
结果如下:
可见读进程运行0.013s就读取了10m的数据,FIFO的效率还是很高的。
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