09-进程间通信-无名管道（父子进程间）

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一、什么是管道？

管道是单向的、先进先出的，它把一个进程的输出和另一个进程的输入连接在一起。一个进程（写进程）在管道的尾部写入数据，另一个进程（读进程）从管道的头部读出数据。

二、管道的分类

管道包括无名管道和命名管道两种，前者用于父进程和子进程间的通信，后者可用于运行于同一系统中的任意两个进程间的通信。

三、管道特点

1. 管道通讯是单向的，有固定的读端和写端。
2. 数据被进程从管道读出后，在管道中该数据就不存在了。
3. 当进程去读取空管道的时候，进程会阻塞。
4. 当进程往满管道写入数据时，进程会阻塞。
5. 管道容量为64KB（#define PIPE_BUFFERS 16
   include/linux/pipe_fs_i.h）
   

在Linux系统中，无名管道一旦创建完成后，操作无名管道
等同于操作文件。无名管道的读端被视作一个文件；无名管
道的写端也被视作一个文件

四、无名管道操作函数pipe

1. 创建无名管道pipe函数
   头文件：	《unistd.h》
   函数原型：	int pipe(int pipefd[2]) ;
   函数功能：	创建一个可用于进程间通信的无名管道；
   函数参数：	pipefd[0]：读段文件描述符；pipefd[1]：写端文件描述符；
   函数返回值：	成功：返回0；失败：返回-1；
   注意：	这无名管道通信的操作方式其实也跟操作文件一样。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。

2. 无名管道的读写规则探究

   1. A.从管道中读取数据
      <1>写端不存在时,此时则认为已经读到了数据的末尾，读函数返回的读出字节数为0；
      <2>写端存在时，如果请求的字节数目大于PIPE_BUF(ubuntu操作系统为65536)，则返回管道中现有的数据字节数，如果请求的字节数目不大于PIPE_BUF，则放回管道中现有数据字节数（此时，管道中数据量小于请求的数据量）；或者返回请求的字节数(此时，管道中数据量不小于请求的数据量)
      从以上验证我们可以看到：
      <1>当写端存在时，管道中没有数据时，读取管道时将阻塞
      <2>当读端请求读取的数据大于管道中的数据时，此时读取管道中实际大小的数据
      <3>当读端请求读取的数据小于管道中的数据时，此时放回请求读取的大小数据;
   2. 向管道中写入数据:
      向管道中写入数据时，linux将不保证写入的原子性，管道缓冲区一有空闲区域，写进程就会试图向管道写入数据。当管道满时，读进程不读走管道缓冲区中的数据，那么写操作将一直阻塞。
   3. 注意：只有管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIGPIPE信号，应用程序可以处理该信号，也可以忽略(默认动作则是使应用程序终止)。
      探究发现，当管道数据满时，此时再向管道写数据，写端将阻塞。当读端不存在时，写端写数据，内核将向其发送SIGPIPE信号，默认是终止进程。

#include 
#include 

int main( int argc , char **argv ) {

        int fd[2] ;
        int ret = pipe(fd) ;
        if( 0>ret )
                printf( "creat pipe fail!\n" ) ;
        pid_t pid = fork() ;
        if( pid>0 ) {
        /*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。*/
                wait(NULL) ;
                close( fd[1] ) ;
                printf(" father start read \n") ;
                char buf[5] = {0} ;
                read( fd[0] , buf , 5 ) ;
                printf( "father read 1  is : %s\n",buf ) ;
                strcpy( buf,"") ;
                read( fd[0] , buf , 5 ) ;
                printf( "father read 2 is : %s \n",buf ) ;
                close(fd[0]) ;
                exit(0) ;
        }else{
        /*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。*/
                printf("this is son write .\n") ;
                close( fd[0]) ;
                write( fd[1] , "good" , 5 ) ;
                close( fd[1] ) ;
                printf( "son write succeed \n" ) ;
                exit(0) ;
        }
        return 0 ;
}