linux学习：进程通信 管道

时间：2024-06-03 08:40:45

目录

例子1  父进程向子进程发送一条消息，子进程读取这条消息

例子2  mkfifo 函数创建一个命名管道

例子3    mkfifo 函数创建一个命名管道处理可能出现的错误

例子4   管道文件是否已存在

例子5   除了“文件已存在”进行处理

例子6   创建一个命名管道，并尝试打开它以进行读取

例子7   创建一个命名管道（FIFO），打开它用于读取数据，并循环读取来自管道的数据，直到程序被手动终止

例子8   持续写入特定消息到命名管道中直到达到指定次数后终止

例子9   打开一个已存在的命名管道（FIFO）以进行写操作

例子1  父进程向子进程发送一条消息，子进程读取这条消息

#include <stdio.h>  // 包含标准输入输出函数库
#include <unistd.h>  // 包含各种系统调用和基本的函数声明，如fork(), pipe(), read(), write()
#include <string.h> // 包含字符串处理函数库
#include <stdlib.h> // 包含标准库函数，如exit()

int main()
{
    int fd[2];  // 用于存储管道的文件描述符，fd[0]用于读，fd[1]用于写

    int pid;  // 用于存储进程ID

    char buf[128];  // 缓冲区，用于存储从管道读取的数据

    // 创建管道
    if(pipe(fd) == -1){
        printf("create pipe failed\n");
        return -1;  // 管道创建失败时，打印错误信息并退出程序
    }

    pid = fork();  // 创建子进程
    
    if(pid < 0){  // fork失败
        printf("create child failed\n");
        return -1;  // 进程创建失败时，打印错误信息并退出程序
    }
    else if(pid > 0){  // 父进程执行的分支
        sleep(3);  // 父进程等待3秒，确保子进程准备好接收数据
        printf("this is father\n");

        close(fd[0]);  // 父进程关闭管道的读端
        write(fd[1], "hello from father", strlen("hello from father"));  // 向管道写入数据
        wait();  // 等待子进程结束
    } else {  // 子进程执行的分支
        printf("this is child\n");

        close(fd[1]);  // 子进程关闭管道的写端
        read(fd[0], buf, 128);  // 从管道读取数据
        printf("read from father: %s\n", buf);  // 打印从父进程读取的数据
        exit(0);  // 子进程正常退出
    }

    return 0;  // 主程序正常结束
}

例子2  mkfifo 函数创建一个命名管道

#include <sys/types.h>  // 包含数据类型定义，如pid_t、mode_t
#include <sys/stat.h>   // 包含文件状态定义，用于文件操作，如mkfifo

// 主函数入口
int main()
{
    // 使用mkfifo系统调用创建一个名为"./file"的命名管道
    // 参数 "./file" 是命名管道的路径和名称
    // 参数 0600 是设置文件的权限，表示只有所有者有读写权限
    // 0600 对应于八进制，实际权限是 -rw------- 
    mkfifo("./file", 0600);

    return 0;  // 返回0，正常结束程序
}

例子3    mkfifo 函数创建一个命名管道处理可能出现的错误

#include <sys/types.h>  // 包含数据类型定义，如pid_t、mode_t
#include <sys/stat.h>   // 包含文件状态定义，用于文件操作，如mkfifo
#include <stdio.h>      // 包含标凈输入输出库函数

// 主函数入口
int main()
{
    // 尝试创建一个名为"./file"的命名管道，设置权限为0600（只有所有者有读写权限）
    int ret = mkfifo("./file", 0600);
    
    // 判断mkfifo函数的返回值
    if(ret == 0){  // 如果返回值为0，说明命名管道创建成功
        printf("mkfifo success\n");  // 输出成功消息
    }
    if(ret == -1){  // 如果返回值为-1，说明命名管道创建失败
        printf("mkfifo failure\n");  // 输出失败消息
        perror("why");  // 使用perror输出错误原因，它会根据全局变量errno来描述错误详情
    }		

    return 0;  // 程序正常结束，返回0
}

例子4   管道文件是否已存在

#include <sys/types.h>  // 包含数据类型定义，用于多种系统调用
#include <sys/stat.h>   // 包含文件属性的定义，用于文件权限设置
#include <stdio.h>      // 包含标准输入输出函数库
#include <errno.h>      // 包含错误号定义，用于错误处理

// 主函数入口
int main()
{
    // 尝试创建一个命名管道，路径为"./file"，权限为0600（只有文件所有者有读写权限）
    if((mkfifo("./file", 0600) == -1) && errno == EEXIST){  // 如果创建失败且错误号为EEXIST（文件已存在）
        printf("mkfifo failure\n");  // 打印失败消息
        perror("why");  // 使用perror输出错误原因
    }
    else{
        if(errno == EEXIST){  // 如果创建管道时未进入第一个条件分支，但错误号仍然为EEXIST
            printf("file exists\n");  // 打印文件已存在的消息
        } else {
            printf("mkfifo success\n");  // 否则打印成功创建管道的消息
        }
    }       

    return 0;  // 程序正常结束
}

例子5   除了“文件已存在”进行处理

#include <sys/types.h>  // 包含系统数据类型定义
#include <sys/stat.h>   // 包含文件状态和权限定义
#include <stdio.h>      // 包含标准输入输出函数库
#include <errno.h>      // 包含错误号定义，用于错误处理

// 主函数入口
int main()
{
    // 尝试创建一个命名管道，路径为"./file"，权限为0600（只有文件所有者有读写权限）
    if((mkfifo("./file", 0600) == -1) && errno != EEXIST){  // 如果创建失败且错误号不是EEXIST（文件已存在）
        printf("mkfifo failure\n");  // 打印失败消息
        perror("why");  // 使用perror输出具体的错误原因
    }
    // 如果创建失败但错误原因是文件已存在（EEXIST），则不执行任何操作，也不打印错误消息

    return 0;  // 程序正常结束
}

例子6   创建一个命名管道，并尝试打开它以进行读取

#include <sys/types.h>  // 包含系统数据类型定义
#include <sys/stat.h>   // 包含文件状态和权限定义
#include <stdio.h>      // 包含标准输入输出函数库
#include <errno.h>      // 包含错误号定义，用于错误处理
#include <fcntl.h>      // 包含文件控制系统调用，如open

// 主函数入口
int main()
{
    // 尝试创建一个名为"./file"的命名管道，设置权限为0600（只有文件所有者有读写权限）
    if ((mkfifo("./file", 0600) == -1) && errno != EEXIST) {  // 如果创建失败且错误号不是EEXIST（文件已存在）
        printf("mkfifo failure\n");  // 打印失败消息
        perror("why");  // 使用perror输出具体的错误原因
    }
    // 如果创建命名管道成功或错误原因是文件已存在，继续执行

    // 打开刚创建的命名管道文件，以只读模式打开
    int fd = open("./file", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {  // 检查文件是否成功打开
        perror("Open failed");  // 打开失败，输出错误信息
        return -1;  // 返回非零值表示程序异常结束
    }

    printf("open success\n");  // 打开成功，输出成功消息

    // 实际使用中应该在这里进行读取操作，然后处理数据

    // 不再使用文件时，应该关闭文件描述符
    close(fd);

    return 0;  // 程序正常结束
}

例子7   创建一个命名管道（FIFO），打开它用于读取数据，并循环读取来自管道的数据，直到程序被手动终止

#include <sys/types.h>  // 包含系统数据类型定义
#include <sys/stat.h>   // 包含文件状态定义，用于文件操作，如mkfifo
#include <stdio.h>      // 包含标准输入输出函数库
#include <errno.h>      // 包含错误号定义，用于错误处理
#include <fcntl.h>      // 包含文件控制系统调用，如open

int main()
{
    char buf[30] = {0};  // 定义一个字符数组用于接收读取的数据，初始化所有元素为0
    int nread = 0;       // 用于存储read函数返回的实际读取字节数

    // 尝试创建命名管道"./file"，权限设置为0600（只有文件所有者有读写权限）
    if ((mkfifo("./file", 0600) == -1) && errno != EEXIST) {
        printf("mkfifo failure\n");  // 如果创建失败并且错误不是因为文件已存在，打印失败消息
        perror("why");  // 使用perror输出错误的详细原因
        return -1;      // 创建失败，返回非零值表示程序异常结束
    }

    // 打开命名管道，只读模式
    int fd = open("./file", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {  // 检查文件是否成功打开
        perror("Open failed");  // 打开失败，输出错误信息
        return -1;  // 返回非零值表示程序异常结束
    }
    printf("open success\n");  // 打开成功，输出成功消息

    // 循环读取管道中的数据
    while (1) {
        nread = read(fd, buf, 30);  // 从管道文件中读取最多30个字符到buf中
        if (nread == -1) {  // 检查读取是否成功
            perror("Read failed");  // 读取失败，输出错误信息
            close(fd);  // 关闭文件描述符
            return -1;  // 返回非零值表示程序异常结束
        }

        printf("read %d bytes from fifo, context: %s\n", nread, buf);
        if (nread == 0) {  // 如果没有数据可读（读到EOF）
            break;  // 退出循环
        }
    }

    close(fd);  // 循环结束后，关闭文件描述符
    return 0;  // 程序正常结束
}

例子8   持续写入特定消息到命名管道中直到达到指定次数后终止

#include <sys/types.h>  // 包含数据类型定义，如pid_t
#include <sys/stat.h>   // 包含文件状态定义，用于文件操作，如mkfifo
#include <stdio.h>      // 包含标准输入输出函数库
#include <errno.h>      // 包含错误号定义，用于错误处理
#include <fcntl.h>      // 包含文件控制系统调用，如open
#include <string.h>     // 包含字符串处理函数库
#include <unistd.h>     // 包含常用的系统调用，如sleep

int main()
{
    int cnt = 0;  // 用于计数，记录已写入消息的次数
    char *str = "message from fifo";  // 定义要写入管道的消息

    // 尝试以只写模式打开名为"./file"的FIFO
    int fd = open("./file", O_WRONLY);
    if (fd == -1) {  // 检查文件是否成功打开
        perror("Open error");  // 打开失败，输出错误信息
        return -1;  // 程序异常退出
    }
    printf("write open success\n");  // 打开成功，打印确认消息

    // 循环写入数据到FIFO
    while(1){
        write(fd, str, strlen(str));  // 向FIFO写入字符串
        sleep(1);  // 每次写入后暂停1秒

        cnt++;  // 更新计数器
        if(cnt == 5){
            break;  // 当写入5次后跳出循环
        }
    }

    close(fd);  // 关闭FIFO文件描述符
    return 0;  // 程序正常结束
}

例子9   打开一个已存在的命名管道（FIFO）以进行写操作

#include <sys/types.h>  // 包含系统数据类型定义
#include <sys/stat.h>   // 包含文件状态定义，用于文件操作，如mkfifo
#include <stdio.h>      // 包含标准输入输出函数库
#include <errno.h>      // 包含错误号定义，用于错误处理
#include <fcntl.h>      // 包含文件控制系统调用，如open

int main()
{
    // 尝试以只写模式打开名为 "./file" 的 FIFO
    int fd = open("./file", O_WRONLY);
    if (fd == -1) {  // 检查文件是否成功打开
        perror("Open error");  // 打开失败，输出错误信息
        return -1;  // 程序异常退出
    }

    printf("write open success\n");  // 打开成功，打印确认消息

    // 此处应添加写操作，但当前示例仅演示打开操作

    // 关闭文件描述符
    close(fd);

    return 0;  // 程序正常结束
}

相关文章