Linux系統(tǒng)管道和有名管道的通信機制
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管道概述及相關(guān)API應(yīng)用
管道相關(guān)的關(guān)鍵概念
管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一，具有以下特點：
管道是半雙工的，數(shù)據(jù)只能向一個方向流動；需要雙方通信時，需要建立起兩個管道；
只能用于父子進程或者兄弟進程之間（具有親緣關(guān)系的進程）；
單獨構(gòu)成一種獨立的文件系統(tǒng)：管道對于管道兩端的進程而言，就是一個文件，但它不是普通的文件，它不屬于某種文件系統(tǒng)，而是自立門戶，單獨構(gòu)成一種文件系統(tǒng)，并且只存在與內(nèi)存中。
數(shù)據(jù)的讀出和寫入：一個進程向管道中寫的內(nèi)容被管道另一端的進程讀出。寫入的內(nèi)容每次都添加在管道緩沖區(qū)的末尾，并且每次都是從緩沖區(qū)的頭部讀出數(shù)據(jù)。
管道的創(chuàng)建：
| #include int pipe(int fd[2]) |
該函數(shù)創(chuàng)建的管道的兩端處于一個進程中間，在實際應(yīng)用中沒有太大意義，因此，一個進程在由pipe()創(chuàng)建管道后，一般再fork一個子進程，然后通過管道實現(xiàn)父子進程間的通信（因此也不難推出，只要兩個進程中存在親緣關(guān)系，這里的親緣關(guān)系指的是具有共同的祖先，都可以采用管道方式來進行通信）。
管道的讀寫規(guī)則：
管道兩端可分別用描述字fd[0]以及fd[1]來描述，需要注意的是，管道的兩端是固定了任務(wù)的。即一端只能用于讀，由描述字fd[0]表示，稱其為管道讀端；另一端則只能用于寫，由描述字fd[1]來表示，稱其為管道寫端。如果試圖從管道寫端讀取數(shù)據(jù)，或者向管道讀端寫入數(shù)據(jù)都將導(dǎo)致錯誤發(fā)生。一般文件的I/O函數(shù)都可以用于管道，如close、read、write等等。
從管道中讀取數(shù)據(jù)：如果管道的寫端不存在，則認為已經(jīng)讀到了數(shù)據(jù)的末尾，讀函數(shù)返回的讀出字節(jié)數(shù)為0；當管道的寫端存在時，如果請求的字節(jié)數(shù)目大于PIPE_BUF，則返回管道中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，如果請求的字節(jié)數(shù)目不大于PIPE_BUF，則返回管道中現(xiàn)有數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)（此時，管道中數(shù)據(jù)量小于請求的數(shù)據(jù)量）；或者返回請求的字節(jié)數(shù)（此時，管道中數(shù)據(jù)量不小于請求的數(shù)據(jù)量）。注：（PIPE_BUF在include/Linux/limits.h中定義，不同的內(nèi)核版本可能會有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF至少為512字節(jié)，red hat 7.2中為4096）。
關(guān)于管道的讀規(guī)則驗證：
| * readtest.c * #include #include #include main() { int pipe_fd[2]; pid_t pid; char r_buf[100]; char w_buf[4]; 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 errorn); return -1; } if((pid=fork())==0) { printf(n); close(pipe_fd[1]); sleep(3);//確保父進程關(guān)閉寫端 r_num=read(pipe_fd[0],r_buf,100); printf( read num is %d the data read from the pipe is %dn,r_num,atoi(r_buf)); close(pipe_fd[0]); exit(); } else if(pid>0) { close(pipe_fd[0]);//read strcpy(w_buf,111); if(write(pipe_fd[1],w_buf,4)!=-1) printf(parent write overn); close(pipe_fd[1]);//write printf(parent close fd[1] overn); sleep(10); } } |
程序輸出結(jié)果：
| * parent write over * parent close fd[1] over * read num is 4 the data read from the pipe is 111 |
附加結(jié)論：管道寫端關(guān)閉后，寫入的數(shù)據(jù)將一直存在，直到讀出為止。
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
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