linux进程间的通信机制包括管道和进程间IPC(信号机制)。在这里我们先来分析其管道的实现方式,后续将介绍信号机制的实现原理。
为了实现进程的保护,在不跨越进程边界的情况下,设计了管道机制来实现进程之间的通信。管道机制有两种操作,一个是写管道,另一个是写管道。考虑下面一段程序:
#include<stdio.h>这段代码是父子进程通过管道进行通信的实例。首先由父进程声明一个管道pipe,并通过管道将str中的数据写入管道,子进程从管道中读取数据,并在屏幕上打印出来。
#include<unistd.h>
int main()
{
int n,fd[2];
pid_t pid;
int i,j;
char str[]="abcd";
char str2[5];
if(pipe(fd)<0)
{
printf("error\n");
return -1;
}
pid = fork();
if(pid < 0)
{
printf("Can`t create new process");
return -1;
}
else if(pid > 0)
{
close(fd[0]);
int a = write(fd[1],str,5);
}
else{
close(fd[1]);
read(fd[0],str2,5);
printf("%s\n",str2);
}
return 0;
}
<1>管道的创建过程,从上述代码可以看出,用户程序对管道的操作(write和read函数)与对文件的操作一致,由此可以分析管道的实质其实就是文件。当然管道和文件也有区别。具体来讲,首先在创建管道的时候会在file_table[64]中申请两个空闲项,这一点和打开文件操作一致,相当于进程打开了两个文件,其中一个用于写数据,一个用于读数据。
<2>同时也在filp[20]中申请两个空闲项与file_table[64]中申请的空闲项进行挂接。
<3>然后是创建管道文件的i节点,与文件操作不同,为管道文件创建i节点不是从硬盘中读取i节点,而是从内存中申请一个空闲的页面,并将inode->i_size(文件操作中表示文件大小)这个变量指向空闲页面的起始地址。
<4>将申请的i节点和两个file_table[64]项进行挂接,两项指向相同的inode; 并将文件的句柄(fd[0],fd[1])返回给用户程序。
至此,管道的初始化工作完成。
在上述实例中,由父进程产生子进程,子进程会继承父进程的打开文件列表(注意与共享内存写时复制的区别),也就是说父进程和子进程的文件句柄指向同一个inode,最终指向相同的内存。以此就可以实现进程间的管道通信。
但是管道通信好像局限于父子进程或者多线程之间的通信。我不知道自己理解的是否正确,望高手批评指正。