管道通信使用先入先出的原则进行读写,且不能是lseek函数定位读写位置。关注微信公众号,码客资源网
一、无名管道
无名管道是一种特殊类型的文件,完全由操作系统管理和维护,因为其存储位置只有亲缘关系的进程知道,所以只能用于亲缘关系的进程之间通信,而且,其内核资源会在两个通信进程退出后自动释放,无名管道创建函数为:
//from /usr/include/unistd.h
int pipe(int fd[2]);
函数pipe()返回两个文件描述符,其中fd[0]用来完成读操作,fd[1]完成写操作,默认阻塞方式。
以阻塞方式读管道时:
(1)有读进程,无写进程:
- 管道内无数据时,立即返回
- 管道内数据不足,读出所有数据
- 管道内数据充足,读出期望数据
(2)有读进程,有写进程:
- 管道内无数据时,读进程阻塞
- 管道内数据不足,读出所有数据
- 管道内数据充足,读出期望数据
以阻塞方式写管道时:
(1)有写进程,无读进程:
- 写进程将收到SIGPIPE信号,wirte函数返回-1
(2)有写进程,有读进程,且管道内有写空间:
- 写入成功
另外可以使用fcntl()函数使用O_NDELAY或O_NONBLOCK属性,设置管道为非阻塞模式。
#include <stdio.h>
FILE * popen(const char *command , const char *type );
int pclose(FILE *stream);
作用:
popen函数允许一个程序将另外一个程序作为新进程来启动,并可以传递数据或者通过它接受数据。
其内部实现为调用 fork 产生一个子进程,执行一个 shell, 以运行命令来开启一个进程,这个进程必须由 pclose() 函数关闭
参数说明:
command: 是一个指向以 NULL 结束的 shell 命令字符串的指针。这行命令将被传到 bin/sh 并使用 -c 标志,shell 将执行这个命令。
type : 只能是读或者写中的一种。如果 type 是 “r” 则文件指针连接到 command 的标准输出;如果 type 是 “w” 则文件指针连接到 command 的标准输入。。
缺点:
使用popen的不好影响是,针对每个popen调用,不仅要启动一个被请求的程序,还要启动一个shell,即每个popen调用将多启动两个进程。
实例:
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
int main()
{
FILE *fp=NULL;
FILE *fh=NULL;
char buff[128]={0};
memset(buff,0,sizeof(buff));
fp=popen("ls -l","r");//将命令ls-l 通过管道读到fp
fh=fopen("shell.c","w+");// 创建一个可写的文件
fread(buff,1,127,fp);//将fp的数据流读到buff中
fwrite(buff,1,127,fh);//将buff的数据写入fh指向的文件中
pclose(fp);
fclose(fh);
return 0;
}
运行结果:
[lol@localhost practice]$ ls
popen popen.c shell.c
[lol@localhost practice]$ cat shell.c
total 12
-rwxrwxr-x. 1 lol lol 5478 May 24 15:39 popen
-rw-rw-r--. 1 lol lol 473 May 24 15:39 popen.c
-rw-rw-r--. 1 lol lol [lol@localhost practice]$ vim popen.c
[lol@localhost practice]$
二、有名管道
有名管道可以通过mknod 命令创建,也可以使用函数mkfifo()创建,可以使用在系统中任意两个进程之间进行通信,且创建的管道文件存储在硬盘上,不会随着进程结束而消失。mknod使用如下:
root@wangmumu-virtual-machine:/home/wangmumu/桌面/shares/FIFO# mknod fifo p
root@wangmumu-virtual-machine:/home/wangmumu/桌面/shares/FIFO# ls -l
总用量 24
prw-r--r-- 1 root root 0 8月 26 00:30 fifo
-rwxr--r-- 1 nobody nogroup 872 8月 25 23:57 fifo_read.c
-rwxr--r-- 1 nobody nogroup 884 8月 25 23:52 fifo_write.c
-rwxr-xr-x 1 root root 7613 8月 25 23:57 read
-rwxr-xr-x 1 root root 7651 8月 25 23:52 write
mkfifo()函数声明如下:
// from /usr/include/sys/stat.h
int mkfifo(char* path,mode_t mode);
函数的第一个参数为有名管道文件,函数调用时,必须不存在,执行成功返回0,失败返回-1。
(1)如果没有指定O_NONBLOCK方式打开时(默认情况),当进程以写或读的方式打开管道文件,必须有另一个进程以相对应的读或写方式也打开该文件,否则该进程将阻塞在open()位置。
(2)如果指定O_NONBLOCK方式打开,则只读open将立即返回0,但是如果目前没有读进程打开,而直接以写方式打开文件,则open将返回-1,并将errno置为ENXIO,所以建议一般先以读方式打开有名管道。
(3)若两个进程都已打开,但中途某进程退出,则:
读进程退出,返回SIGPIPE信号
写进程退出,读进程将不再阻塞,直接返回 0
示例:
以下为有名管道代码实现,写进程不断获取终端输入,并写到有名管道上,读进程阻塞读取管道中数据,并将数据打印出来。
写进程代码实现:
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define FIFO_NAME "fifo"
int main()
{
int fd = 0;
int ret = 0;
char buffer[1024] = {0};
if(access(FIFO_NAME,F_OK) == -1)
{
ret = mkfifo(FIFO_NAME,0755);
if(ret != 0)
{
printf("mkfifo err!\n");
return -1;
}
}
printf("mkfifo success,open O_WRONLY!\n");
fd = open(FIFO_NAME,O_WRONLY);
if(fd < 0)
{
printf("open FIFO_NAME fail!\n");
return -1;
}
else
{
while(1)
{
gets(buffer);
//strcpy(buffer,"hello nihao\n");
ret = write(fd,buffer,strlen(buffer));
if(-1 == ret )
{
printf("write buffer fail!\n");
return -1;
}
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
sleep(1);
}
}
close(fd);
return 0;
}
读进程代码实现:
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define FIFO_NAME "fifo"
int main()
{
int fd = 0;
int ret = 0;
char buffer[1024] = {0};
unlink(FIFO_NAME);
ret = mkfifo(FIFO_NAME,0755);
if(ret != 0)
{
printf("mkfifo err!\n");
return -1;
}
printf("mkfifo success,open O_RDONLY!\n");
fd = open(FIFO_NAME,O_RDONLY);
printf("zusissiiii\n");
if(fd < 0)
{
printf("open FIFO_NAME fail!\n");
return -1;
}
else
{
while(1)
{
ret = read(fd,buffer,sizeof(buffer));
if(-1 == ret )
{
printf("write buffer fail!\n");
return -1;
}
printf("FIFO read buffer:%s\n",buffer);
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
sleep(1);
}
}
close(fd);
return 0;
}