进程间通信(一)(管道文件操作)
进程间通信
原理:系统为进程间提供公共传输媒介实现公共访问进而实现通信
通信方式:管道,共享内存,消息队列,信号量
管道
特性:半双工通信 (可选择方向的单向通信)
本质:系统内核中的一块缓冲区(内核空间中开辟的一块内存)
通信原理:多进程只要能够访问同一块内核中的缓冲区(管道)就能实现通信
分类:匿名管道 命名管道
- 匿名管道:(无标识符,无法被其他进程找到)只能用于具有亲缘关系的进程间通信
无标识符,无法被其他进程找到,只能通过子进程复制父进程的方式获取管道的操作句柄,进行通信
int pipe(int pipefd[2]); 把管道操作当做一个文件操作,通过IO操作完成对管道的操作
pipefd[0] ->用于从管道读数据
pipefd[1] ->用于向管道写数据
返回值:成功 0 失败-1
管道读写特性:(匿名与命名特性类似)
- 如果管道中没有数据,read会阻塞等待数据写入;
- 如果管道数据满了,则write会阻塞
- 如果管道的所有读端被关闭了,则继续write就会触发异常,导致进程退出
- 如果管道的所有写端被关闭了,则read读完管道中所有数据,则不在阻塞,返回0
管道符:| 连接两个命令,将前面命令要输出到标准输出的结果,不再输出到标准输出,而是将这个结果传输到后面命令的进程 (将前面命令结果交给后面命令处理)
ps -ef | grep pipe
- 创建管道
- 创建两个进程,在各自进程中进行程序替换
- 程序替换之前,ps进程应该将标准输出重定向到管道写入端。grep进程应该标准输入重定向到管道读取端
- 父进程等到子进程退出
代码示例如下:
- 命名管道:(有标识符)用于同一主机上任意进程间通信
创建一个管道文件:mkfifo 管道文件名 标识符可见于文件系统的管道类型文件,实质上任然是内核中的一块缓冲区
int mkfifo(char* path,int chmod)
代码示例如下:
- fiforead
- fifowrite
测试结果如下:
综上总结:
本质:内核中的一块缓冲区,多个进程通过访问同一缓冲区实现通信
分类:
匿名管道:没有标识符,亲缘关系间通信,比如,只能通过子进程复制父进程的方式获取操作句柄
命名管道:标识符就是创建的管道文件,通过打开同一个管道文件访问同一个缓冲区
特性:
- 半双工通信 可以选择方向的单向通信
- 管道提供字节流传输服务:有序的,基于连接的,可靠地连接方式
基于连接:所有读端被关闭,则write触发异常,所有写端被关闭则read读完数据返回0,不再阻塞
- 管道自带同步与互斥
互斥:通过保证同一时间对临界资源(公共缓冲区,即管道)的唯一访问保证操作的安全性
同步:通过某种条件判断,实现对资源访问获取的有序合理性
互斥的具体体现:对管道进行写操作时写入数据大小不超过PIPE_BUF默认4096字节,则保证操作的原子性(原子性即不可再分割)
同步的具体体现:若管道中没有数据则read阻塞,若管道中数据满了则write阻塞
- 管道生命周期随进程
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