步步LINUX C--进程间通信（一）管道
linux间进程通信的方法在前一篇文章中已有详细介绍。http://blog.csdn.net/jmy5945hh/article/details/7350564
本篇详细介绍及代码测试第一种方式，即管道（Pipe）及有名管道（named pipe）。
1-1 管道简介
也称匿名管道，其在系统中没有实名，是进程的一种资源，因此不可以在文件系统中以任何形式查看。
生存周期从被创建开始，到进程结束或进程主动关闭管道。
数据在管道之间以无格式流式传递（想象为水在管道里流动）。
管道是一种半双工通信方式，因此通常需要建立起两根管道以完成收发工作。遵从FIFO原则。
优点是使用方便简单，缺点是功能上有很多限制，且只能作为父子进程间通信手段。
典型应用：LINUX SHELL命令的管道连接。例如：
kill -l | grep SIGINT
1-2 相关函数
创建管道：
#include <unistd.h> int pipe(int fd[2]);
成功后返回0；出错返回-1。fd是文件描述符数组。
读写管道：
使用文件I/O的write和read函数，参考http://blog.csdn.net/jmy5945hh/article/details/7465879
关闭管道：
使用close函数，参考http://blog.csdn.net/jmy5945hh/article/details/7465879
1-3 管道测试代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define MAX 4096
int main(int argc, char *argv[]) {
int pipefd[2], recvBytes, sendBytes;
pid_t pid;
unsigned char sendBuf[MAX], recvBuf[MAX];
memset(sendBuf, 0x00, MAX);
memset(recvBuf, 0x00, MAX);
if(pipe(pipefd) < 0) { //创建管道
perror("pipe:");
exit(1);
}
if((pid = fork()) == 0) { //子进程从管道读取
close(pipefd[1]);
sleep(2);
if((recvBytes = read(pipefd[0], recvBuf, MAX)) == -1) {
perror("read");
exit(1);
}
printf("Receive %d Bytes data:%s\n", recvBytes, recvBuf);
close(pipefd[1]);
}
else if(pid > 0) { //父进程向管道写入
close(pipefd[0]);
strcpy(sendBuf, "Pipe test!");
if((sendBytes = write(pipefd[1], sendBuf, MAX)) == -1) {
perror("write");
exit(1);
}
printf("Send %d Bytes data:%s\n", sendBytes, sendBuf);
close(pipefd[0]);
sleep(5);
}
exit(0);
}
运行结果：
jimmy@MyPet:~/code/ipc$ gcc -o -ggdb3 ipc ipc1.c jimmy@MyPet:~/code/ipc$ ./ipc Send 4096 Bytes data:Pipe test! Receive 4096 Bytes data:Pipe test!
非正常测试结果及总结：
1）注释掉子进程中的接收部分，测试结果为父进程依然能向管道发送数据。
2）注释掉父进程中的发送部分，测试结果为子进程依然能从管道接收数据，recvBytes = 0。
3）子进程改为关闭pipefd[0]从pipefd[1]接收，父进程改为关闭pipefd[1]从pipefd[0]发送，测试结果为发送和接收均失败，提示“BAD FILE DESCRIPTOR”。说明了在创建管道时管道对于读写接口已经有了严格的定义，pipefd[0]为读端，pipefd[1]为写端，不能随意更改。读端写，写端读都会产生错误。
4）在父进程写入之前关闭子进程读端，在gdb调试情况下父进程写入时产生“Program received signal SIGPIPE, Broken pipe.”，管道破裂。
5）无名管道只能用于具有亲缘关系的父子进程间通信。
6）管道是半双工的，因此要达到全双工通信创建管道是必须创建两条。
2-1 有名管道简介
也称FIFO，系统提供一个路径名与此管道关联，以FIFO形式存在与文件系统中。
生存周期从被创建开始，到该管道文件被删除（进程结束不会造成管道消失）。
数据在管道之间以无格式流式传递。
只需要建立一个有名管道便可进行读写操作。遵从FIFO原则，不保证操作的原子性。
优点是使用方便简单，可以作为任何进程间通信手段，缺点是功能上有很多限制。
2-2 相关函数
创建FIFO：
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> int mkfifo( const char * pathname, mode_t mode );
成功后返回0；出错返回-1。参数2与打开文件的mode参数一致。
需要注意的是与一般文件不同，当以读方式打开FIFO时，如果设置了阻塞且无进程写打开此FIFO，将会阻塞。当以写方式打开FIFO时，如果设置了阻塞切无进程读打开此FIFO，将会阻塞。
读写FIFO：
使用文件I/O的write和read函数，参考http://blog.csdn.net/jmy5945hh/article/details/7465879
关闭FIFO：
使用close函数，参考http://blog.csdn.net/jmy5945hh/article/details/7465879
close函数并不删除FIFO，而只是关闭。unlink函数接触关联关系，也不删除FIFO。
2-3 有名管道测试代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#define FIFO_SERV "/home/jimmy/code/ipc/fifo_serv" //管道名，是一个文件
#define MAX 4096
int main(int argc, char *argv[]) {
int pipewrfd, piperdfd, sendBytes, recvBytes;
unsigned char sendBuf[MAX], recvBuf[MAX];
pid_t pid;
memset(sendBuf, 0x00, MAX);
memset(recvBuf, 0x00, MAX);
if((pid = fork()) == 0) { //子进程
if((piperdfd = open(FIFO_SERV,O_RDONLY,0)) == -1) { //只读方式打开有名管道
perror("child open FIFO_SERV");
exit(1);
}
recvBytes = read(piperdfd, recvBuf, MAX); //从管道读出
if(recvBytes == -1 && errno == EAGAIN)
printf("no data avlaible\n");
printf("recv %d Bytes data:%s\n", recvBytes, recvBuf);
pause();
unlink(FIFO_SERV);
}
else if(pid > 0) {
if((mkfifo(FIFO_SERV, O_CREAT|O_EXCL|0777) < 0) && (errno != EEXIST)) //创建有名管道
printf("cannot create fifoserver\n");
if((pipewrfd = open(FIFO_SERV, O_WRONLY,0)) == -1) { //只写方式打开有名管道
perror("father open FIFO_SERV");
exit(1);
}
strcpy(sendBuf, "Name pipe test!");
sendBytes = write(pipewrfd, sendBuf, MAX); //向管道写入
if(sendBytes == -1 && errno == EAGAIN)
printf("write to fifo error; try later\n");
}
}
运行结果：
jimmy@MyPet:~/code/ipc$ gcc -g -o fifo fifo.c jimmy@MyPet:~/code/ipc$ ./fifo recv 4096 Bytes data:Name pipe test!
非正常测试结果及总结：
1）管道名错误，无法创建有名管道
2）注释掉子进程中的接收部分，测试结果为父进程依然能向管道发送数据。
3）注释掉父进程中的发送部分，测试结果为子进程依然能从管道接收数据，recvBytes = 0。
4）有名管道可以看作无名管道的升级版，克服了只能在亲缘关系进程间使用的门槛。
5）由于需要通过文件操作，在通信速度上不具有优势
（完）