进程间通信之管道--pipe和fifo使用
匿名管道pipe
函数原型：
#include <unistd.h>
int pipe(int fildes[2]);
参数说明
fildes是我们传入的数组，也是一个传出参数。fildes[0]是读端，fildes[1]是写端。
返回值
- 成功调用返回0。
- 失败调用返回-1且设置errno.
实例
现在实现一个用父进程读，子进程写的管道例子。
int main(int argc, char const *argv[])
{
int pipefd[2];
pipe(pipefd);
pid_t pid = fork();
if (pid == 0)
{
//子进程写
//关闭读
close(pipefd[0]);
write(pipefd[1], "hello fuck!", 15);
sleep(1);
}
else if (pid > 0)
{
//关闭写
close(pipefd[1]);
char buf[16] = {0};
read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));
printf("%s\n", buf);
}
return 0;
}
在这个程序执行之后，父进程会读取到子进程所写的数据。在这个简单的例子中看不到什么坑点。
坑点
在亲缘进程中，我们使用管道要注意以下几点。就拿父子进程作为例子：
当前情况是，双方都掌控有读写端，都可以操作。
fork之后，共享管道的读写端。我们一方读一方写，最好要自己指定方向，使数据沿着固定的方向流动。如：
我们这样就指定了子进程来写，父进程来读。也就是说，我们仅仅只需要在代码上加上两个Close就可以完成这个功能：close父进程的写端，close子进程的读端。
如果我们不这样会发生什么？
坑点总结
- 写进程：
- 读端全部关闭： 在写进程中，如果内核发现读端全部关闭，内核会认为没有人会来读数据，因此杀死写进程，通过发出的SIGPIPE。
- 读端并未全部关闭： 在写进程中，如果内核发现读端并未全部关闭，会写入数据直到管道满，write会阻塞，等待数据被读取，有地方可写会再写。
- 读进程：
- 写端全部关闭： 在读进程中，写端全部关闭，会读取完管道中的数据，然后返回0，表示读到末尾了。和文件读取一致。
- 写端并未全部关闭： 在读进程中，写端并未全部关闭，如果管道有数据就会读取，没有数据就会阻塞等待写端的写入。
其中特别要注意，写端没有全关闭的时候并且无数据的时候，读端会阻塞等待写。
Note
- 数据不能反复读取，读了就会被取走。
- 半双工。
- 有亲缘关系进程间使用。
- 可以通过ulimit -a指令查看各种块的限制大小。其中pipe size就是管道的大小。
FIFO有名管道
此管道突破了匿名管道只能亲缘间通信的限制。
可以用命令直接创建一个有名管道：
mkfifo myfifo
就可以看到一个myfifo管道了。Linux下一切皆文件，打开这个管道和打开文件一样，用open函数即可。
下面写了一个读程序和写程序，可以参考：
//读进程，读了就会被取走，可同时执行两次看结果
int main(int argc, char const *argv[])
{
int fd = open("myfifo", O_RDONLY);
while (1)
{
char buf[128] = {0};
int ret = read(fd, buf, sizeof(buf)); //如果写端被关闭，读端返回0，就是读到末尾了。
if (ret) printf("%s\n", buf);
else break;
}
return 0;
}
写程序如下：
//写进程。
int main(int argc, char const *argv[])
{
int fd = open("myfifo", O_WRONLY);
int num = 1;
while (1)
{
char buf[128] = {0};
sprintf(buf, "read data:%04d", num++);
write(fd, buf, strlen(buf));
sleep(1);
}
return 0;
}
和普通文件操作并无区别。
Note
假设我们先执行读程序，还没执行写程序时，会阻塞，直到写端被打开。
同理，我们先执行写程序，还没执行读程序时，也会阻塞，知道读端被打开。
以上告诉我们，fifo必须两端都打开的时候才能工作，否则阻塞。
