Linux--进程间通信（管道及有名管道FIFO）

一. 管道：

　　　1.只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信　　

　　　2.半双工通信模式

　　　3.一种特殊的文件，是一种只存在于内核中的读写函数

管道基于文件描述符，管道建立时，有两个文件描述符：

a. fd[0]: 固定用于读管道

b. fd[1]: 固定用于写管道

创建管道：pipe()



　　　　　一般步骤：1. pipe()创建管道　　2. fork()创建子进程　　3. 子进程会继承父进程的管道

关闭管道：1. 逐个关闭文件描述符　　2. close()

eg. 父子进程间的管道通信：父子进程对管道分别有自己的读写通道，把无关的读端或写段关闭。

　　




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Code

1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4 #include <sys/types.h>
5 #include <unistd.h>
6
7 #define MAX_DATA_LEN 256
8 #define DELAY_TIME 1
9
10 int main() {
11     pid_t pid;
12     char buf[MAX_DATA_LEN];
13     const char *data="Pipe Test program";
14     int real_read,real_write;
15     int pipe_fd[2];
16
17     memset((void*)buf,0,sizeof(buf));
18
19     if(pipe(pipe_fd)<0){
20         perror("Pipe create error!\n");
21         exit(1);
22     }
23
24     if ((pid=fork())<0) {
25         perror("Fork error!\n");
26         exit(1);
27     } else if (pid==0) {
28         close(pipe_fd[1]);
29         sleep(DELAY_TIME*3);
30
31         if ((real_read=read(pipe_fd[0],buf,MAX_DATA_LEN))>0) {
32             printf("Child receive %d bytes from pipe: '%s'.\n",real_read,buf);
33         }
34
35         close(pipe_fd[0]);
36         exit(0);
37     } else {
38         close(pipe_fd[0]);
39         sleep(DELAY_TIME);
40
41         if ((real_write=write(pipe_fd[1],data,strlen(data)))>0) {
42             printf("Parent write %d bytes into pipe: '%s'.\n",real_write,data);
43         }
44
45         close(pipe_fd[1]);
46         waitpid(pid,NULL,0);
47         exit(0);
48     }
49
50 }

二. 有名管道FIFO

　　1. 使不相关的两个进程彼此通信：a. 通过路径名指出，在文件系统中可见　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　 b. 管道建立后，两进程可按普通文件一样对其操作

　　2. FIFO遵循先进先出规则：a. 对管道读从开始处返回数据

　　　　　　　　　　　　　　 b. 对管道写则把数据添加到末尾

　　　　　　　　　　　　　　 c. 不支持如lseek()等文件定位操作

　　创建有名管道：mkfifo()



创建管道成功后，可使用open()、read()和write()等函数。
　　为读而打开的管道可在open()中设置O_RDONLY
　　为写而打开的管道可在open()中设置O_WRONLY

与普通文件不同的是阻塞问题
　　•普通文件的读写时不会出现阻塞问题
　　•在管道的读写中却有阻塞的可能，
　　•非阻塞标志：在open()函数中设定为O_NONBLOCK

l阻塞打开与非阻塞打开
对于读进程
　　•若该管道是阻塞打开，且当前FIFO内没有数据，则对读进程而言将一直阻塞到有数据写入
　　•若该管道是非阻塞打开，则不论FIFO内是否有数据，读进程都会立即执行读操作。即如果FIFO内没有数据，则读函数将立刻返回0
对于写进程
　　•若该管道是阻塞打开，则写操作将一直阻塞到数据可以被写入
　　•若该管道是非阻塞打开而不能写入全部数据，则读操作进行部分写入或者调用失败

eg. 写FIFO与读FIFO




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Code

1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4 #include <sys/types.h>
5 #include <sys/stat.h>
6 #include <errno.h>
7 #include <unistd.h>
8 #include <fcntl.h>
9
10 #define FIFO "myfifo"
11 #define BUFF_SIZE 1024
12
13 int main(int argc,char* argv[]) {
14     char buff[BUFF_SIZE];
15     int real_write;
16     int fd;
17
18     if(argc<=1){
19         printf("Usage: ./fifo_write string\n");
20         exit(1);
21     }
22
23     sscanf(argv[1],"%s",buff);
24
25 % 测试FIFO是否存在，若不存在，mkfifo一个FIFO
26     if(access(FIFO,F_OK)==-1){
27         if((mkfifo(FIFO,0666)<0)&&(errno!=EEXIST)){
28             printf("Can NOT create fifo file!\n");
29             exit(1);
30         }
31     }
32
33 % 调用open以只写方式打开FIFO，返回文件描述符fd
34     if((fd=open(FIFO,O_WRONLY))==-1){
35         printf("Open fifo error!\n");
36         exit(1);
37     }
38
39 % 调用write将buff写到文件描述符fd指向的FIFO中
40     if ((real_write=write(fd,buff,BUFF_SIZE))>0) {
41         printf("Write into pipe: '%s'.\n",buff);
42         exit(1);
43     }
44
45     close(fd);
46     exit(0);
47
48 }

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1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4 #include <sys/types.h>
5 #include <sys/stat.h>
6 #include <errno.h>
7 #include <unistd.h>
8 #include <fcntl.h>
9
10 #define FIFO "myfifo"
11 #define BUFF_SIZE 1024
12
13 int main() {
14     char buff[BUFF_SIZE];
15     int real_read;
16     int fd;
17
18 %access确定文件或文件夹的访问权限。即，检查某个文件的存取方式
19 %如果指定的存取方式有效，则函数返回0，否则函数返回-1
20 %若不存在FIFO，则创建一个
21     if(access(FIFO,F_OK)==-1){
22         if((mkfifo(FIFO,0666)<0)&&(errno!=EEXIST)){
23             printf("Can NOT create fifo file!\n");
24             exit(1);
25         }
26     }
27
28 %以只读方式打开FIFO，返回文件描述符fd
29     if((fd=open(FIFO,O_RDONLY))==-1){
30         printf("Open fifo error!\n");
31         exit(1);
32     }
33
34 % 调用read将fd指向的FIFO的内容，读到buff中，并打印
35     while(1){
36         memset(buff,0,BUFF_SIZE);
37         if ((real_read=read(fd,buff,BUFF_SIZE))>0) {
38             printf("Read from pipe: '%s'.\n",buff);
39         }
40     }
41
42     close(fd);
43     exit(0);