Linux编程练习 --进程间通信1--无名管道

进程间通信系列--管道

管道可以说是最古老的IPC形式，所谓管道，是指进程间建立的一条通信的通道，从本质上看，管道是UNIX文件概念的推广管道通信的介质是文件，先看一下管道的特点：

 

1.管道的特点：

  （1）管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；

  （2）无名管道只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）；后来发展了FIFO（也称有名管道）

  （3）单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。

   （4）数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。

 

2.无名管道API及操作：

头文件：#include <unistd.h>

数据成员：int pipe_fd[2];

管道创建：int pipe(int fd[2])

    该函数创建的管道的两端处于一个进程中间，在实际应用中没有太大意义，因此，一个进程在由pipe()创建管道后，一般再fork一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信（因此也不难推出，只要两个进程中存在亲缘关系，这里的亲缘关系指的是具有共同的祖先，都可以采用管道方式来进行通信）。

管道读写：

管道两端可分别用描述字fd[0]以及fd[1]来描述，管道读端：fd[0]，管道写端：fd[1];

读管道规则：

 关闭管道的写端：close (fd[WRITE]);

读出：read(fd[READ],string,strlen(string));

读出后关闭管道的读端：close(fd[REAd]);

 

写管道规则：

关闭管道的读端：close(fd[REAd]);

写入：write(fd[WRITE],string,strlen(string));

写入后关闭管道的写端：close (fd[WRITE]);

 

下面练习一个简单的单管道通信：

父进程写数据，子进程负责读出数据

 

[cpp] view plaincopy

1. /**************  
2.   * readtest.c *  
3.    
4. **************/   
5. #include <unistd.h>   
6. #include <sys/types.h>   
7. #include <errno.h>   
8. #define     READ    0  
9. #define     WRITE   1  
10. main()   
11. {     
12.     int pipe_fd[2];       
13.     pid_t pid;    
14.     char r_buf[100];      
15.     char w_buf[32];       
16.     char* p_wbuf;   
17.     int r_num;    
18.     int cmd;      
19.     memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));    
20.     memset(w_buf,0,sizeof(r_buf));    
21.     p_wbuf=w_buf;     
22.     if(pipe(pipe_fd)<0)        
23.     {         
24.         printf("pipe create error ");         
25.         return -1;        
26.     }   
27.       
28.     if((pid=fork())==0) //子进程读        
29.     {     
30.         close(pipe_fd[WRITE]);    
31.         sleep(3);           //确保父进程关闭写端   
32.         r_num=read(pipe_fd[READ],r_buf,100);   
33.         printf( "read num is %d the data read from the pipe is %s /n",r_num,r_buf);       
34.         close(pipe_fd[READ]);     
35.         exit();           
36.     }     
37.     else if(pid>0)   //父进程写  
38.     {         
39.         close(pipe_fd[READ]);         
40.         strcpy(w_buf,"hello world!/n");           
41.         if(write(pipe_fd[WRITE],w_buf,strlen(w_buf))==-1)         
42.             printf("parent write over/n ");           
43.         close(pipe_fd[WRITE]);        
44.         printf("parent close fd[WRITE] over /n");         
45.         sleep(10);   
46.     }     
47. }   

编译运行，看到预期结果

 

3.利用两个管道进行双向通信

（1）创建两个管道：管道1(父->子)，管道2(子->父)

（2）fork()产生子进程

（3）父进程：close(fd1[READ]); close(fd2[WRITE]);

（4）子进程：close(fd1[WRITE]); close(fd2[READ]);

下面做一个练习，是利用双向通信实现父子进程协作把整数x从1加到10

[cpp] view plaincopy

1. #include <unistd.h>  
2. #include <sys/stat.h>  
3. #include <sys/types.h>  
4. #include <stdio.h>  
5. #include <fcntl.h>  
6. #define MAXLINE 1024  
7. #define READ    0  
8. #define WRITE   1  
9. main(void)  
10. {  
11.     int x;  
12.     pid_t pid;  
13.     int pipe1[2],pipe2[2];  
14.     /*初始化管道*/  
15.     pipe(pipe1);  
16.     pipe(pipe2);  
17.     pid = fork();  
18.     if(pid < 0)  
19.     {  
20.         printf("create process error!/n");  
21.         exit(1);  
22.     }  
23.     if(pid == 0)        //子进程  
24.     {  
25.         close(pipe1[WRITE]);  
26.         close(pipe2[READ]);  
27.         do  
28.         {  
29.             read(pipe1[READ],&x,sizeof(int));  
30.             printf("child %d read: %d/n",getpid(),x++);  
31.             write(pipe2[WRITE],&x,sizeof(int));  
32.         }while(x<=9);  
33.         //读写完成后,关闭管道  
34.         close(pipe1[READ]);  
35.         close(pipe2[WRITE]);  
36.         exit(0);  
37.     }  
38.     else if(pid > 0) //父进程  
39.     {  
40.         close(pipe2[WRITE]);  
41.         close(pipe1[READ]);  
42.         x = 1;  
43.         //每次循环向管道1 的1 端写入变量X 的值,并从  
44.         //管道2 的0 端读一整数写入X 再对X 加1，直到X 大于10  
45.         do{  
46.             write(pipe1[WRITE],&x,sizeof(int));  
47.             read(pipe2[READ],&x,sizeof(int));  
48.             printf("parent %d read: %d/n",getpid(),x++);  
49.         }while(x<=9);  
50.         //读写完成后,关闭管道  
51.         close(pipe1[WRITE]);  
52.         close(pipe2[READ]);  
53.         waitpid(pid,NULL,0);  
54.         exit(0);  
55.     }  
56. }