Linux系统编程——管道

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一、管道

1.管道的特质

• 实现原理:
  内核借助环形队列机制，使用内核缓冲区实现。

• 特质:
  1.伪文件
  2.管道中的数据只能一次读取。
  3.数据在管道中，只能单向流动。

• 局限性:
  1.自己写，不能自己读。
  2.数据不可以反复读。
  3.半双工通信。
  4.血缘关系进程间可用。

2.管道的用法——pipe函数

• 用处：
  创建并打开管道

• int pipe（int fd[2]）;

• 参数：
  fd[0]:读端
  fd[1]:写端

• 返回值：
  成功 0
  失败：-1 error
  

#include
#include
#include
#include
#include
#include
void sys_err(const char *str)
{
	perror(str);
	exit(1);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
	int ret;
	int fd[2];
	pid_t pid;
	
	char *str = "hello pipe\n";
	char buf[1024];
	
	ret = pipe(fd);
	if(ret == -1)
		sys_err("pipe error");
	pid = fork();
	if(pid > 0){
		close(fd[0]);
		write(fd[1],str,strlen(str));
		close(fd[1]);
	}else if(pid == 0){
		close(fd[1]);
		ret = read(fd[0],buf,sizeof(buf));
		write(STDOUT_FILENO,buf,ret);
		close(fd[0]);
	}
	return 0;
}

3.管道的读写行为

读管道:

• 1.管道有数据，read返回实际读到的字节数。
• 2.管道无数据:
  1）无写端，read返回0（类似读到文件尾)
  2）有写端，read阻塞等待。

写管道：

• 1.无读端，异常终止。(SIGPIPE导致的）
• 2.有读端:
  1)管道已满，阻塞等待
  2)管道未满，返回写出的字节个数。

4…管道的优劣

• 优点:
  简单，相比信号，套接字实现进程间通信，简单很多。
• 缺点:
  1．只能单向通信，双向通信需建立两个管道。
  2.只能用于歌子、兄弟进程(有共同祖先)间通信。该问题后来使用fifo有名管道解决。

二.实战练习：实现ls | wc -l 指令

• 该指令功能：
  统计目录中的文件数
• 所需函数：
  创建管道函数pipe();
  创建子进程函数fork();
  执行系统级函数（接管子进程函数）execlp();
  重定向函数dup2();

#include
#include
#include
#include
#include
#include
void sys_err(const char *str)
{
	perror(str);
	exit(1);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
	int fd[2];
	int ret;
	pid_t pid;
	ret = pipe(fd);
	if(ret == -1){
		sys_err("pipe error");
	}
	pid = fork();
	if(pid == -1){
		sys_err("fork error");
	}else if(pid > 0){		//父进程执行wc -l
		close(fd[1]);
		dup2(fd[0],STDIN_FIFLENO);
		execlp("wc","wc","-l",NULL);
	}else if(pid == 0){
		close(fd[0]);
		dup2(fd[1],STDOUT_FIFLENO);
		execlp("ls","ls",NULL);
		//不能用close，因为execlp走了就不回来了
	}
	return 0;
}

三、fifo实现非血缘关系进程间通信

先当于先创建管道文件
在对文件进行读写操作