基本概念
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”。其本质是内核中固定大小的缓冲区。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。
匿名管道pipe
#include <unistd.h> int pipe(int pipefd[2]);
返回值:成功返回0,失败返回错误代码
管道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。
#include<unistd.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> int main() { int fd[2],status; pid_t pid; if(pipe(fd)==-1) { printf("create pipe failed!\n"); exit(0); } pid=fork(); if(pid==0) { printf("child process running\n"); close(fd[0]); write(fd[1],"helloworld",12); close(fd[1]); } else { char buf[20]; waitpid(pid,&status,NULL); close(fd[1]); read(fd[0],buf,sizeof(buf)); printf("parent process recvbuf is %s\n",buf); } return 0; }
管道读写规则
当没有数据可读时
O_NONBLOCK disable:read调用阻塞,即进程暂停执行,一直等到有数据来到为止。
O_NONBLOCK enable:read调用返回-1,errno值为EAGAIN。
当管道满的时候
O_NONBLOCK disable: write调用阻塞,直到有进程读走数据
O_NONBLOCK enable:调用返回-1,errno值为EAGAIN
当管道被写满的时候
O_NONBLOCK disable: write调用阻塞
O_NONBLOCK enable:调用返回-1,errno值为EAGAIN
如果所有管道写端对应的文件描述符被关闭,则read返回0
如果所有管道读端对应的文件描述符被关闭,则write操作会产生SIGPIPE信号
#include <unistd.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/wait.h> #include <sys/types.h> #include <fcntl.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <signal.h> void handler(int signo) { printf("signal status num is %d\n",signo); } int main() { signal(SIGPIPE,handler); pid_t pid; int fd[2],cnt=0,ret=0; ret=pipe(fd); if(ret==-1) { printf("pipe error!\n"); } pid=fork(); if(pid==0) { int flag; close(fd[0]); flag=fcntl(fd[1],F_GETFL); flag=flag|O_NONBLOCK; ret=fcntl(fd[1],F_SETFL,flag); if(ret==-1) { printf("pipe fd error!\n"); } for(;;) { ret=write(fd[1],"a",1); if(ret==-1) break; cnt++; } printf("write pipe capcity is %d\n",cnt); close(fd[1]); exit(0); } else { wait(NULL); close(fd[0]); close(fd[1]); exit(0); } return 0; }
当要写入的数据量不大于PIPE_BUF时,linux将保证写入的原子性。
当要写入的数据量大于PIPE_BUF时,linux将不再保证写入的原子性。
有名管道FIFO
管道应用的一个限制就是只能在具有共同祖先(具有亲缘关系)的进程间通信。如果我们想在不相关的进程之间交换数据,可以使用FIFO文件来做这项工作,它经常被称为命名管道。命名管道是一种特殊类型的文件。
与匿名管道区别
匿名管道由pipe函数创建并打开。命名管道由mkfifo函数创建,打开用open,FIFO(命名管道)与pipe(匿名管道)之间唯一的区别在它们创建与打开的方式不同,一但这些工作完成之后,它们具有相同的语义。
#include <unistd.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/wait.h> #include <sys/types.h> #include <fcntl.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <signal.h> #include <sys/time.h> int main(int argc, char *argv[]) { int outfd; outfd = open("./2.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644); //O_TRUNC 打开文件清空 if (outfd == -1) { printf("open() 2.txt err..\n"); exit(0); } int infd; infd = open("fifop", O_RDONLY); if (infd == -1) { printf("open err ... \n"); exit(0); } char buf[1024]; int n = 0; while ( (n = read(infd, buf, 1024)) > 0) { write(outfd, buf, n); } printf("读管道文件是否失败。。。。\n"); close (infd); close (outfd); unlink("fifop"); printf("fifor 读管道文件 success\n"); return 0; }
#include <unistd.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/wait.h> #include <sys/types.h> #include <fcntl.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <signal.h> #include <sys/time.h> int main(int argc, char *argv[]) { mkfifo("fifop", 0644); int infd; infd = open("./1.txt", O_RDONLY); if (infd == -1) { printf("infd open() err..\n"); exit(0); } int outfd; outfd = open("fifop", O_WRONLY ); //阻塞模式 if (outfd == -1) { printf("infd open() err..\n"); exit(0); } char buf[1024]; int n = 0; while ( (n = read(infd, buf, 1024)) > 0) { write(outfd, buf, n); } close (infd); close (outfd); printf("fifow 写管道文件 success\n"); return 0; }