Unix网络编程--进程间通信--管道通信

      所有式样的Unix都提供管道,它由 pipe 函数创建,提供一个单路(单向)数据流。

      原型如下:

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

      该函数返回两个文件描述符:fd[0] fd[1]。前者打开用于读,后者打开来写。(都是站在进程的角度上来看读和写)

      管道的典型用途是以下述方式为两个不同的进程(一个是父进程,一个是子进程)提供进程间的通信手段。首先,由一个进程创建管道后调用 fork 派生出一个自身的副本,过程如下所示:

Unix网络编程--进程间通信--管道通信_第1张图片

       注意:其实上面这张图说明的道理没有问题,但是图的画法确实是存在问题的。因为管道是单向传输数据流的,所以,当有两个不同的进程进行通信时,需要的是两个管道协同合作,而不是上图的画法。我们可以考虑一种情况,当父进程或者是子进程往管道里写入数据,因为管道里只要有数据就可以读出,所以,如果这时如果父进程或者是子进程读管道中的数据,那么读出的可能就是刚刚写入的数据,这样,就没能完成通信的任务。

      所以,如果要实现通信,正确的步骤是:

      (1)创建管道1( fd1[0] 和 fd1[1] )和管道( fd2[0] 和 fd2[1] )

      (2)fork;

      (3)父进程关闭管道1的读出端

      (4)父进程关闭管道2的写入端

      (5)子进程关闭管道1的写入端

      (6)子进程关闭管道2的读出端

      完成了以上步骤就好像下面这张图这样:

Unix网络编程--进程间通信--管道通信_第2张图片


      例子:

      现在描述一个客户端-服务器的例子。main 函数创建两个管道并用 fork 生成一个子进程。客户然后作为父进程运行,服务器则作为子进程运行。第一个管道用于从客户向服务器发送路径名,第二个管道用于从服务器向客户发送该文件的内容(或者是一个出错消息),这样设置完毕后就得到下图所示的情形:

Unix网络编程--进程间通信--管道通信_第3张图片

      下面请看实现的实例程序:

      mainpipe.c

#include	<sys/types.h>	/* basic system data types */
#include	<sys/time.h>	/* timeval{} for select() */
#include	<time.h>		/* timespec{} for pselect() */
#include	<errno.h>
#include	<fcntl.h>		/* for nonblocking */
#include	<limits.h>		/* PIPE_BUF */
#include	<signal.h>
#include	<stdio.h>
#include	<stdlib.h>
#include	<string.h>
#include	<sys/stat.h>	/* for S_xxx file mode constants */
#include	<unistd.h>
#include	<sys/wait.h>

#define MAXLINE 1024

void client(int, int);
void server(int, int);

int main(int argc, char **argv)
{
	int pipe1[2], pipe2[2];
	pid_t childpid;
	
	pipe(pipe1);
	pipe(pipe2);
	
	if ((childpid = fork()) == 0) {
		close(pipe1[1]);
		close(pipe2[0]);
		
		server(pipe1[0], pipe2[1]);
		exit(0);
	}
	
	close(pipe1[0]);
	close(pipe2[1]);
	
	client(pipe2[0], pipe1[1]);
	
	waitpid(childpid, NULL, 0);
	exit(0);
}

void client(int readfd, int writefd)
{
	size_t len;
	ssize_t n;
	char buff[MAXLINE];
	
	fgets(buff, MAXLINE, stdin);
	len = strlen(buff);
	if (buff[len - 1] == '\n')
		len--;
		
	write(writefd, buff, len);
	
	while ((n = read(readfd, buff, MAXLINE)) > 0)
		write(STDOUT_FILENO, buff, n);
}

void server(int readfd, int writefd)
{
	int fd;
	ssize_t n;
	char buff[MAXLINE+1];
	
	if ( (n = read(readfd, buff, MAXLINE)) == 0) {
		printf("end-of-file while reading pathname");
		exit(-1);
	}
		
	buff[n] = '\0';
	
	if ( (fd = open(buff, O_RDONLY)) < 0) {
		snprintf(buff + n, sizeof(buff) - n, ": can't open, %s\n", strerror(errno));
		n = strlen(buff);
		write(writefd, buff, n);
	} else {
		while( (n = read(fd, buff, MAXLINE)) > 0)
			write(writefd, buff, n);
			close(fd);
	}
}

       我在主目录下放置文件 test.txt,文件内容如下所示:

Hello! This is DLUTBruceZhang!
I love three things!
The sun, for the day;
The moon, for the night;
The you, forever.

      编译运行程序得到如下输出:

Unix网络编程--进程间通信--管道通信_第4张图片

      

       由此可见,利用管道实现了进程间通信。

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