进程间通信---管道

我们知道，进程的用户空间是互相独立的，一般而言是不能互相访问的，唯一的例外是共享内存区。但是，系统空间却是“公共场所”，所以内核显然可以提供这样的条件。所以进程之间交换数据时在内核进行，通俗的说A进程把数据拷贝到内核，B进程从内核中把数据读走,我们把内核提供的这种机制叫做进程间通信，(IPC)。

一、管道（pipe)

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”。

管道是一种基本的ipc机制,由pipe函数创建，如下：



调用pipe函数时在内核中开辟一块缓冲区(管道)用于通信,它有一个读端和一个写端。

fd：文件描述符数组,其中fd[0]表示读端, fd[1]表示写端

pipe函数调用成功返回0,失败返回-1。

二、如何实现进程间通信







（1）首先父进程调用pipe开通管道，得到两个文件描述符指向管道的两端

（2)父进程通过fork创建子进程，那么同样的子进程也有两个文件描述符指向管道的两端

（3）父进程关闭fd[0],子进程关闭管道fd[1]，这样父进程向管道写数据，子进程向管道读数据，这就实现了进程的通信.

注：图中0、1、2分别指的是标准输入，标准输出，标准出错

三、匿名管道和命名管道

1、匿名管道

值得说明的是，匿名管道只能实现亲缘关系进程之间通信,而不能实现任意两个本地进程之间的通信

使用，正如上图所示：

在父进程中，首先创建这个匿名管道，然后fork创建子进程，关闭子进程的读端，子进程只能进行写，子进程向这个匿名管道里面写数据，父进程向这个匿名管道里面读数据，以此来实现进程间的通信。

实现：

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

int main()
{
int fds[2] ={0};
if(pipe(fds)<0)
{
perror("pipe");
return 1;
}
pid_t id =fork();
if(id==0)
{
//子进程写
close(fds[0]);
char *msg ="hello pipe,i am a child!";
while(1)
{
write(fds[1],msg,strlen(msg));
sleep(1);
}
exit(0);//退出
}
else{
//父进程读
close(fds[1]);
char buf[1024];
while(1)
{
ssize_t ret = read(fds[0],buf,sizeof(buf)-1);
if(ret>0)
{
buf[ret-1]=0;
printf("client->father:%s\n",buf);
}
}
pid_t tmp =wait(NULL);
}
return 0;
}

2、命名管道

如果想在不相关的进程之间通信，可以使用FIFO文件来做这项工作，它经常被称为命名管道 。

FIFO总是按照先进先出的原则工作，也就是第一个被写入的数据将首先从管道中读出 。

那么如何创建呢？

方法一：命名管道可以从命令行创建，方法是使用命令：

$ mkfifo filename

方法二：从在程序使用系统函数创建，函数有：

int mkfifo(const char *filename,mode_t mode)；

以mkfifo为例：

int main(int argc, char *argv[])
{
mkfifo("p2", 0644);
return 0;
}

eg-用命名管道实现server&client通信 :

(1)、编写Makefife文件：



(2)、server.c用来读数据（读端)



(3)、client.c向管道写数据(写端)：



结果：