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Linux進程通信管道_父進程

簡介

管道是Unix系統(tǒng)IPC的最古老形式，所有Unix系統(tǒng)都提供這種形式。管道有以下兩種局限性：

（1）歷史上，通信方式為半雙工。現在某些系統(tǒng)提供全雙工管道。

（2）管道只能在具有公共祖先的兩個進程之間使用。通常，一個管道由一個進程創(chuàng)建，在進程調用fork后，這個管道就能在父進程和子進程之間使用了。（FIFO無此局限）。

???? ???--《Unix環(huán)境高級編程》

通俗理解： Linux的管道通信，通訊方式正如其名一樣，如同一個大管道，一端流入，一端流出。半雙工通信方式，即只能一端流入另一端流出；全雙工通信方式，即一端可以流入也可以流出。

PIPE

PIPE是一種半雙工管道，其中，fd[1]用來向管道寫入數據，fd[0]用來從管道讀出數據。若兩個進程需要利用PIPE通信，就要保證一個進程使用fd[0]，另一個進程使用fd[1]。

Code：

//參考Linux man手冊#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>
int main(int argc, char *argv[]){   int pipe_fd[2];   pid_t child_id;   char buf;
   if (argc != 2) {       fprintf(stderr, "Usage: %s <string>
", argv[0]);       exit(EXIT_FAILURE);   }
   if (pipe(pipe_fd) == -1) {       perror("pipe");       exit(EXIT_FAILURE);   }
   child_id = fork();   if (child_id == -1) {       perror("fork");       exit(EXIT_FAILURE);   }
   if (child_id == 0) {            /* Child reads from pipe */       close(pipe_fd[1]);          /* Close unused write end */
       while (read(pipe_fd[0], &buf, 1) > 0)           write(STDOUT_FILENO, &buf, 1); /*Print to terminal*/
       write(STDOUT_FILENO, "
", 1);       close(pipe_fd[0]);       _exit(EXIT_SUCCESS);
   } else {                          /* Parent writes argv[1] to pipe */       close(pipe_fd[0]);          /* Close unused read end */       write(pipe_fd[1], argv[1], strlen(argv[1]));       close(pipe_fd[1]);          /* Reader will see EOF */       wait(NULL);                /* Wait for child */       exit(EXIT_SUCCESS);   }}

測試：

./pipe HelloWorldHelloWorld

小結:

參考man中pipe的使用代碼，大致了解pipe使用方法。即在父進程向管道寫入終端輸入的 “HelloWorld”，然后在子進程讀取管道數據，并在終端輸出。

在父子進程共享區(qū)，初始化pipe_fd后，即規(guī)定pipe_fd[0]為讀取端，pipe_fd[1]為寫入端。故pipe_fd必須在進程共享區(qū)初始化，也就能理解pipe存在開篇中第二個局限性的原因了。

FIFO

FIFO有時也會被稱為命名管道，未命名的管道（PIPE）只能在兩個相關的進程間使用，而且這個兩個進程還要有共同的創(chuàng)建了它們的祖先進程。但是，通過FIFO，不相關的進程也能進行數據交換。

FIFO的使用方法與讀寫文件類似。先創(chuàng)建FIFO文件，再獲取FIFO文件的句柄，然后open、write、read、close。

Code：

fifo寫端口代碼實現：

//fifo_write.cpp#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <iostream>
#define BUFF_SIZE 1024
int main(int argc, char *argv[]){    int ret = 0, fd = 0;    char buff[1024] = {0};
    if (argc < 2) {        fprintf(stderr, "Usage: %s <string>
", argv[0]);        exit(EXIT_FAILURE);    }
ret = access(argv[1], F_OK);    if (ret == -1) {        ret = mkfifo(argv[1], 0664);        if (ret == 0) {            fprintf(stdout, "Create fifo named %s success.
", argv[1]);        } else {            fprintf(stderr, "Create fifo named %s failed!
", argv[1]);            exit(EXIT_FAILURE);        }    }
fd =open(argv[1], O_RDWR);    if (fd == -1) {        fprintf(stderr, "Open fifo failed!
");        exit(EXIT_FAILURE);    }
while(1) {        memset(buff, 0, BUFF_SIZE);        fprintf(stdout, "input: ");        fgets(buff, BUFF_SIZE, stdin);
write(fd, buff, sizeof(buff));
if (strncmp("end", buff, strlen(buff)-1) == 0) {            close(fd);            break;        }    }
return 0;}

fifo讀端口代碼實現：

//fifo_read.cpp#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <iostream>
#define BUFF_SIZE 1024
int main(int argc, char *argv[]){    int ret = 0, fd = 0;    char buff[BUFF_SIZE] = {0};
    if (argc < 2) {        fprintf(stderr, "Usage: %s <string>
", argv[0]);        exit(EXIT_FAILURE);    }
ret = access(argv[1], F_OK);    if (ret == -1) {        ret = mkfifo(argv[1], 0664);        if (ret == 0) {            fprintf(stdout, "Create fifo named %s success.
", argv[1]);        } else {            fprintf(stderr, "Create fifo named %s failed!
", argv[1]);            exit(EXIT_FAILURE);        }    }
fd =open(argv[1], O_RDWR);    if (fd == -1) {        fprintf(stderr, "Open fifo failed!
");        exit(EXIT_FAILURE);    }
while(1) {        memset(buff, 0, BUFF_SIZE);        read(fd, buff, sizeof(buff));
if (strncmp("end", buff, strlen(buff)-1) == 0) {            close(fd);            break;        }
fprintf(stdout, "%s", buff);    }
return 0;}

當open一個FIFO時，非阻塞（O_NONBLOCK）會產生下列影響：
(1) 一般情況下(未指定O_NONBLOCK)，只讀open要阻塞到某個進程為寫而打開這個FIFO為止。類似的，只寫open要阻塞到某個進程為讀而打開這個FIFO為止。
（2）若指定O_NONBLOCK，則只讀open立即返回。但是，若沒有進程為讀而打開這個FIFO，那么只寫open則會返回為-1，將effno設置為ENXIO。
在調用mkfifo時，會創(chuàng)建一個fifo文件。其中第一個參數可為絕對路徑或者相對路徑。

測試 Linux進程通信管道_父進程_02

總結

對比以上兩種管道的方式，可得出PIPE與FIFO的大致差異。

工作方式。PIPE可稱為“匿名管道”，無需命名，在具有親屬關系的進程中使用；FIFO又可稱為“有名管道”，在使用過程中，其會在系統(tǒng)中創(chuàng)建FIFO類型文件，從而可通過此文件進行不相關進程間的通信。
通信方式。PIPE為半雙工通信，即在一次通訊中，數據只能在一個方向上流動。FIFO為全雙工通信，在一次通訊中，兩端可以同時收發(fā)數據。

最后

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Linux進程通信管道_數據_03

本文摘自：https://blog.51cto.com/u

Linux進程通信 管道2021-11-16 11:39:52

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Linux進程通信管道
2021-11-16 11:39:52