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linux进程间通信--管道

2017-06-13 20:18 218 查看

作为进程间通信的第一篇，那么先来讲述一下什么是进程间通信吧；

因为每个进程各⾃有不同的⽤户地址空间,任何⼀个进程的全局变量在另⼀个进程中都看不到所以进程之间要交换数据必须通过内核,在内核中开辟⼀块缓冲区,进程1把数据从⽤户空间拷到内核缓冲区,进程2再从内核缓冲区把数据读⾛,内核提供的这种机制称为进程间通信(IPC,InterProcess Communication)。

先来说进程间通信第一种方法–匿名管道；

其实进程间通信的区别就是在于内核提供的缓冲区的不同，所有才有了不同的通信方法，其本质都是为了让不同的进程看到同一片公共的资源就好了；

管道其实可以当作文件来看待，可以理解为两个进程在内存中看到了同一个文件；

管道是由int pipe(int filedes[2]) 创建出来的，然后它有⼀个读端⼀个写端,然后通

过filedes参数传出给⽤户程序两个⽂件描述符,filedes[0]指向管道的读端,filedes[1]指向管道的

写端(很好记,就像0是标准输⼊1是标准输出⼀样)。所以管道在⽤户程序看起来就像⼀个打开

的⽂件,通过read(filedes[0]);或者write(filedes[1]);向这个⽂件读写数据其实是在读写内核缓冲

区。pipe函数调⽤成功返回0,调⽤失败返回-1。

其过程可以理解：

1.父进程创建管道

⽗进程调⽤pipe开辟管道,得到两个⽂件描述符指向管道的两端

2.父进程fork（）出子进程

⽗进程调⽤fork创建⼦进程,那么⼦进程也有两个⽂件描述符指向同⼀管道

3.父进程关闭fd[0]，子进程关闭fd[1]

⽗进程关闭管道读端,⼦进程关闭管道写端。⽗进程可以往管道⾥写,⼦进程可以从管道⾥

读,管道是⽤环形队列实现的,数据从写端流⼊从读端流出,这样就实现了进程间通信

接下来我们可以实际测试一下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
int _pipe[2];
int ret = pipe(_pipe);//创建管道
if(ret == -1)//如果pipe失败
{
printf("pipe apply for error!");
return 1;
}

pid_t id = fork();
if(id < 0)//如果fork失败
{
printf("fork creation fails!");
return 2;
}
else if(id == 0)
{//child
close(_pipe[0]);
char* str = "yang";
write(_pipe[1],str,strlen(str));
}
else
{//father
close(_pipe[1]);
char str[10]={0};
read(_pipe[0],str,sizeof(str));
printf("%s\n",str);

int status = 0;
pid_t ret1=waitpid(id,&status,0);//等待回收子进程

}
return 0;
}

然后运行程序：

我们发现子进程成功的打出了父进程传过去的yang；

但是管道只支持单项通信也就是,比如上面的例子,⽗进程写⼦进程读,如果有时候也需要⼦进程写⽗进程读,就必须另开⼀个管道。

正是因为管道是从父进程那里继承来的文件描述符表，所有两个进程要想利用管道通信，就必须要具有血缘关系才可以；

有了正常的通信之后，就必须来思考一些比较特殊的边缘效应了；

1. 如果所有指向管道写端的⽂件描述符都关闭了(管道写端的引⽤计数等于0),⽽仍然有进程从管道的读端读数据,那么管道中剩余的数据都被读取后,再次read会返回0,就像读到⽂件末尾⼀样。