进程间通信的方式(一):管道

管道

(一).通信方式:

进程间通信又称IPC(Inter Process Communication)，它可以通过文件 管道 有名管道 共享内存 消息队列 信号量 套接字这几个方式进行通信，但是文件这种以及消息队列基本已被淘汰。

所以常用的通信方式有：

1.管道

2.信号

3.共享映射区

4.本地套接字

(二).管道基本概念:

而其中的管道机制，是属于最简单的一种通信方式。它适用于有血缘关系的进程之间的单向通信。它的本质是伪文件，是一段内核缓冲区。实现原理是内核使用环形队列，借助内核缓冲区实现。

当我们调用pipe()函数创建管道时，需要传入一个文件描述符数组，一个表示读端，一个表示写端。就好像一个管道一样，写方进程将数据写入，读方再通过管道将数据读出。既然规定了读和写的两端，以及是环形队列以及缓冲区实现，就证明了有一定的局限性。

1.数据不可反复读取，即读了之后在缓冲区中就没有了

2.半双工通信，只能单方向的传输数据

3.有血缘关系的进程之间通信

(三).使用管道进行通信:

创建管道的函数原型:int pipe(pipefd[2])

所需头文件:#include

参数pipefd[2]会返回两个文件描述符，一个用于读，另一个用于写。默认是fd[0]读，fd[1]写。如果创建管道成功，返回0，否则返回-1。

例子：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main()
{
    int fd[2];
    pid_t pid;

    if(pipe(fd) == -1)
    {
        perror("pipe error:");
        exit(1);
    }

    pid = fork();
    if(pid == -1)
    {
        perror("fork error:");
        exit(2);
    }
    else if(pid == 0) //本例子中子进程写数据
    {
        close(fd[0]); //关闭读数据的文件描述符
        write(fd[1], "hello pipe!\n", strlen("hello pipe!\n")); //写入数据
    }
    else
    {
        close(fd[1]);
        char buf[102400];
        int ret = read(fd[0], buf, sizeof(buf)); //通过管道读出数据
        if(ret == 0)
        {
            printf("读到了文件末尾\n");
        }
        write(STDOUT_FILENO, buf, ret);  //输出到终端
    }
    return 0;
}
//输出结果:
hello pipe!

(五).注意事项:

在使用管道时，有几种特殊情况需要注意：

1.管道中没有数据时，如果管道写端全部关闭，那么此时read函数会返回0，如果管道写端没有全部关闭，那么此时read会阻塞等待数据。也就是说，在上面的例子中，如果子进程通过sleep函数睡眠10秒，父进程也会阻塞等待子进程写数据，因为此时子进程的写端仍处于开启状态。

2.管道读端全部关闭，进程会异常终止(可以理解为读数据的都没有了，那写数据也没有意义了)

3.管道已满时，写入会阻塞。

要知道管道只能在有血缘关系的进程之间通信，而有名管道恰可以用于无血缘关系的进程间通信。