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管道和FIFO

程序员文章站 2022-07-09 14:49:51
[TOC] 1. 管道(无名管道) pipe函数 管道由pipe函数创建,提供一个单向半双工数据流,它没有名字,只能在父子进程间使用。 pipe通过参数fd[2]返回两个文件描述符:fd[0]用于读,fd[1]用于写,管道的典型的用法如下: 父进程创建一个管道,然后调用fork创建子进程 父进程关闭 ......

1. 管道(无名管道)

pipe函数

管道由pipe函数创建,提供一个单向半双工数据流,它没有名字,只能在父子进程间使用。

#include <unistd.h>

//成功返回0,失败返回-1
int pipe(int fd[2]);

pipe通过参数fd[2]返回两个文件描述符:fd[0]用于读,fd[1]用于写,管道的典型的用法如下:

  • 父进程创建一个管道,然后调用fork创建子进程
  • 父进程关闭fd[0],即父进程只负责写
  • 子进程关闭fd[1],即子进程只负责读

这样,就实现了一个从父进程——>子进程的单向数据通道,如下图所示。
管道和FIFO

当然,上述用法还可以再进一步,父进程fork前再创建一个管道,按相同的方法实现一个从子进程——>父进程的单向数据通道。
两个管道结合,就实现了父子进程之间的双向数据通道,如下图所示。
管道和FIFO

popen函数

作为一个关于管道的例子,标准io库提供了popen函数,它创建一个管道并启动另外一个进程,该进程要么通过该管道从标准输入读,要么通过该管道向标准输出写。

#include <stdio.h>

//成功返回文件指针,失败返回null
file *popen(const char *command, const char *type);

//成功返回shell终止状态,失败返回-1
int pclose(file *fp);

其中command必须是一个shell命令行,由popen返回的file指针fp,要么用于输入,要么用于输出,取决于type的值:

  • 如果type为"r",那么调用进程通过fp可以获取popen的输出
  • 如果type为"w",那么调用进程通过fp可以向popen写,写入的内容作为popen的输入

pclose关闭由popen创建的标准io流。

2.fifo(有名管道)

fifo也是一个单向半双工数据流,但每个fifo都有一个路径名与之关联,因此可以用于无亲缘关系的进程之间,fifo也称为有名管道。

  • mkfifo用于创建一个fifo,该函数内部隐含指定 o_creat | o_excl
  • 打开一个已存在的fifo,应该使用open,且只能以只读或只写方式打开
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

//成功返回0,失败返回-1
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

pathname是用于标识fifo的路径名,mode含义与可设的值同posix ipc创建函数,即6个s_irxxx常值,具体细节在posix信号量一文中有讲过。