1、管道介绍、
进程间通信的几种主要手段中。其中管道和有名管道是最早的进程间通信机制之一,管道可用于具有亲缘关系进程间的通信,有名管道克服了管道没有名字的限制,因此,除具
有管道所具有的功能外,它还允许无亲缘关系进程间的通信。
2、管道特点、
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; 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);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。
3、 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。然而 管道应用的一个重大限制是它没有名字,因此,只能用于具有亲缘关系的进程间通信, 在有名管 道(namedpipe或FIFO)提出后,该限制得到了克服。FIFO不同于管道之处在于它 提供一个路径名与之关联,以FIFO的文件形式存在于文件系统中。这样,即使与FIFO的创建进程不存在亲缘关系的进程,只要可以访问该路径,就能够彼此通过FIFO相互通信(能够访问该路径的进程以及FIFO的创建进程之间),因此,通过FIFO不相关的进程也能交换数据。值得注意的是,FIFO严格遵循先进先出(firstin first out),对管道及FIFO的读总是从开始处返回数据,对它们的写则把数据添加到末尾。它们不支持诸如lseek()等文件定位操作。
4、 管道的创建
#includeint pipe(int fd[2])
fd为filedescriptors的缩写,其为一个二元数组,用于存放pipe函数所创建管道的两个
文件描述符,fd[0]存放管道读取端的文件描述符,fd[1]用于存放管道写入端的文件描述符。
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,需要是调用exec函数族使子进程执行所需程序
。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)。
5、 有名管道的创建
#include#include
int mkfifo(const char * pathname, mode_t mode)
该函数的第一个参数是一个普通的路径名,也就是创建后FIFO的名字。第二个参数与打开普通文件
的open()函数中的mode 参数相同。
如果mkfifo的第一个参数是一个已经存在的路径名时,会返回EEXIST错误,所以一般典型的调用
代码首先会检查是否返回该错误,如果确实返回该错误,那么只要调用打开FIFO的函数就可以了。
一般文件的I/O函数都可以用于FIFO,如close、read、write等等。
认清管道和有名管道的读写规则是在程序中应用它们的关键,下面就对管道和有名管道的读写规则
做的一点总结:
1、管道的读写规则:
如果管道的写端不存在,则认为已经读到了数据的末尾,读函数返回的读出字节数为0;当管道的写端存在时,如果请求的字节数目大于PIPE_BUF,则返回管道中现有的数据字节数,如果
请求的字节数目不大于PIPE_BUF,则返回管道中现有数据字节数。
向管道中写入数据时,linux将不保证写入的原子性,管道缓冲区一有空闲区域,写进程就会试图向
管道写入数据。如果读进程不读走管道缓冲区中的数据,那么写操作将一直阻塞。
2、有名管道比管道多了一个打开操作:open。
FIFO的打开规则:如果当前打开操作是为读而打开FIFO时,若已经有相应进程为写而打开该FIFO,则当前打开
操作将成功返回;否则,可能阻塞直到有相应进程为写而打开该FIFO(当前打开操作设置了
阻塞标志);或者,成功返回(当前打开操作没有设置阻塞标志)。
如果当前打开操作是为写而打开FIFO时,如果已经有相应进程为读而打开该FIFO,则当前
打开操作将成功返回;否则,可能阻塞直到有相应进程为读而打开该FIFO(当前打开操作
设置了阻塞标志);或者,返回ENXIO错误(当前打开操作没有设置阻塞标志)。
从FIFO中读取数据:如果有进程写打开FIFO,且当前FIFO内没有数据,则对于设置了阻塞标志
的读操作来说,将一直阻塞。
读打开的阻塞标志只对本进程第一个读操作施加作用,如果本进程内有多个读操作序列,则
在第一个读操作被唤醒并完成读操作后,其它将要执行的读操作将不再阻塞,即使在执行读
操作时,FIFO中没有数据也一样(此时,读操作返回0)。
如果没有进程写打开FIFO,则设置了阻塞标志的读操作会阻塞。
由于使用有名管道时,需要在两个将进行通信的进程中分别打有名名管道,因此,当一个进
程度打开(或写打开)一个有名管道而没有其他进程写打开(或读打开)此有名管道时,该进程
就会进入阻塞状态,直到另一个进程写打开(或读打开)此有名管道。删除一个有名管道可
以用unlink()。
6、管道的创建和关闭代码