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进程间通信之管道--pipe和fifo使用

匿名管道pipe

函数原型:

#include <unistd.h>int pipe(int fildes[2]);

参数说明

fildes是我们传入的数组,也是一个传出参数。fildes[0]是读端,fildes[1]是写端。

返回值

成功调用返回0。失败调用返回-1且设置errno.

实例

现在实现一个用父进程读,子进程写的管道例子。

int main(int argc, char const *argv[]){ int pipefd[2]; pipe(pipefd); pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { //子进程写 //关闭读 close(pipefd[0]); write(pipefd[1], "hello fuck!", 15); sleep(1); } else if (pid > 0) { //关闭写 close(pipefd[1]); char buf[16] = {0}; read(pipefd[0], buf, sizeof(buf)); printf("%s", buf); } return 0;}

在这个程序执行之后,父进程会读取到子进程所写的数据。在这个简单的例子中看不到什么坑点。

坑点

在亲缘进程中,我们使用管道要注意以下几点。就拿父子进程作为例子:

当前情况是,双方都掌控有读写端,都可以操作。fork之后,共享管道的读写端。我们一方读一方写,最好要自己指定方向,使数据沿着固定的方向流动。如:

我们这样就指定了子进程来写,父进程来读。也就是说,我们仅仅只需要在代码上加上两个Close就可以完成这个功能:close父进程的写端,close子进程的读端。

如果我们不这样会发生什么?

坑点总结

写进程:读端全部关闭: 在写进程中,如果内核发现读端全部关闭,内核会认为没有人会来读数据,因此杀死写进程,通过发出的SIGPIPE。读端并未全部关闭: 在写进程中,如果内核发现读端并未全部关闭,会写入数据直到管道满,write会阻塞,等待数据被读取,有地方可写会再写。读进程:写端全部关闭: 在读进程中,写端全部关闭,会读取完管道中的数据,然后返回0,表示读到末尾了。和文件读取一致。写端并未全部关闭: 在读进程中,写端并未全部关闭,如果管道有数据就会读取,没有数据就会阻塞等待写端的写入。

其中特别要注意,写端没有全关闭的时候并且无数据的时候,读端会阻塞等待写。

Note

数据不能反复读取,读了就会被取走。半双工。有亲缘关系进程间使用。可以通过ulimit -a指令查看各种块的限制大小。其中pipe size就是管道的大小。

FIFO有名管道

此管道突破了匿名管道只能亲缘间通信的限制。

可以用命令直接创建一个有名管道:

mkfifo myfifo

就可以看到一个myfifo管道了。Linux下一切皆文件,打开这个管道和打开文件一样,用open函数即可。

下面写了一个读程序和写程序,可以参考:

//读进程,读了就会被取走,可同时执行两次看结果int main(int argc, char const *argv[]){ int fd = open("myfifo", O_RDONLY); while (1) { char buf[128] = {0}; int ret = read(fd, buf, sizeof(buf)); //如果写端被关闭,读端返回0,就是读到末尾了。 if (ret) printf("%s", buf); else break; } return 0;}

写程序如下:

//写进程。int main(int argc, char const *argv[]){ int fd = open("myfifo", O_WRONLY); int num = 1; while (1) { char buf[128] = {0}; sprintf(buf, "read data:%04d", num++); write(fd, buf, strlen(buf)); sleep(1); } return 0;}

和普通文件操作并无区别。

Note

假设我们先执行读程序,还没执行写程序时,会阻塞,直到写端被打开。

同理,我们先执行写程序,还没执行读程序时,也会阻塞,知道读端被打开。

以上告诉我们,fifo必须两端都打开的时候才能工作,否则阻塞。

欢迎阅读本文章: 毛玉霞

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