Linux编程练习 --进程间通信1--无名管道

进程间通信系列--管道

管道可以说是最古老的IPC形式，所谓管道，是指进程间建立的一条通信的通道，从本质上看，管道是UNIX文件概念的推广管道通信的介质是文件，先看一下管道的特点：

 

1.管道的特点：

  （1）管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；

  （2）无名管道只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）；后来发展了FIFO（也称有名管道）

  （3）单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。

   （4）数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。

 

2.无名管道API及操作：

头文件：#include <unistd.h>

数据成员：int pipe_fd[2];

管道创建：int pipe(int fd[2])

    该函数创建的管道的两端处于一个进程中间，在实际应用中没有太大意义，因此，一个进程在由pipe()创建管道后，一般再fork一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信（因此也不难推出，只要两个进程中存在亲缘关系，这里的亲缘关系指的是具有共同的祖先，都可以采用管道方式来进行通信）。

管道读写：

管道两端可分别用描述字fd[0]以及fd[1]来描述，管道读端：fd[0]，管道写端：fd[1];

读管道规则：

 关闭管道的写端：close (fd[WRITE]);

读出：read(fd[READ],string,strlen(string));

读出后关闭管道的读端：close(fd[REAd]);

 

写管道规则：

关闭管道的读端：close(fd[REAd]);

写入：write(fd[WRITE],string,strlen(string));

写入后关闭管道的写端：close (fd[WRITE]);

 

下面练习一个简单的单管道通信：

父进程写数据，子进程负责读出数据

 /************** * readtest.c * **************/ #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <errno.h> #define READ 0 #define WRITE 1 main() { int pipe_fd[2]; pid_t pid; char r_buf[100]; char w_buf[32]; char* p_wbuf; int r_num; int cmd; memset(r_buf,0,sizeof(r_buf)); memset(w_buf,0,sizeof(r_buf)); p_wbuf=w_buf; if(pipe(pipe_fd)<0) { printf("pipe create error "); return -1; } if((pid=fork())==0) //子进程读 { close(pipe_fd[WRITE]); sleep(3); //确保父进程关闭写端 r_num=read(pipe_fd[READ],r_buf,100); printf( "read num is %d the data read from the pipe is %s /n",r_num,r_buf); close(pipe_fd[READ]); exit(); } else if(pid>0) //父进程写 { close(pipe_fd[READ]); strcpy(w_buf,"hello world!/n"); if(write(pipe_fd[WRITE],w_buf,strlen(w_buf))==-1) printf("parent write over/n "); close(pipe_fd[WRITE]); printf("parent close fd[WRITE] over /n"); sleep(10); } }

编译运行，看到预期结果

 

3.利用两个管道进行双向通信

（1）创建两个管道：管道1(父->子)，管道2(子->父)

（2）fork()产生子进程

（3）父进程：close(fd1[READ]); close(fd2[WRITE]);

（4）子进程：close(fd1[WRITE]); close(fd2[READ]);

下面做一个练习，是利用双向通信实现父子进程协作把整数x从1加到10

#include <unistd.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #define MAXLINE 1024 #define READ 0 #define WRITE 1 main(void) { int x; pid_t pid; int pipe1[2],pipe2[2]; /*初始化管道*/ pipe(pipe1); pipe(pipe2); pid = fork(); if(pid < 0) { printf("create process error!/n"); exit(1); } if(pid == 0) //子进程 { close(pipe1[WRITE]); close(pipe2[READ]); do { read(pipe1[READ],&x,sizeof(int)); printf("child %d read: %d/n",getpid(),x++); write(pipe2[WRITE],&x,sizeof(int)); }while(x<=9); //读写完成后,关闭管道 close(pipe1[READ]); close(pipe2[WRITE]); exit(0); } else if(pid > 0) //父进程 { close(pipe2[WRITE]); close(pipe1[READ]); x = 1; //每次循环向管道1 的1 端写入变量X 的值,并从 //管道2 的0 端读一整数写入X 再对X 加1，直到X 大于10 do{ write(pipe1[WRITE],&x,sizeof(int)); read(pipe2[READ],&x,sizeof(int)); printf("parent %d read: %d/n",getpid(),x++); }while(x<=9); //读写完成后,关闭管道 close(pipe1[WRITE]); close(pipe2[READ]); waitpid(pid,NULL,0); exit(0); } }