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Linux進程通信 管道
2021-11-16 11:39:52



Linux進程通信 管道_父進程



簡介

管道是Unix系統(tǒng)IPC的最古老形式,所有Unix系統(tǒng)都提供這種形式。管道有以下兩種局限性:

(1)歷史上,通信方式為半雙工?,F(xiàn)在某些系統(tǒng)提供全雙工管道。

(2)管道只能在具有公共祖先的兩個進程之間使用。通常,一個管道由一個進程創(chuàng)建,在進程調(diào)用fork后,這個管道就能在父進程和子進程之間使用了。(FIFO無此局限)。

???? ???--《Unix環(huán)境高級編程》

通俗理解: Linux的管道通信,通訊方式正如其名一樣,如同一個大管道,一端流入,一端流出。半雙工通信方式,即只能一端流入另一端流出;全雙工通信方式,即一端可以流入也可以流出。

PIPE

PIPE是一種半雙工管道,其中,fd[1]用來向管道寫入數(shù)據(jù),fd[0]用來從管道讀出數(shù)據(jù)。若兩個進程需要利用PIPE通信,就要保證一個進程使用fd[0],另一個進程使用fd[1]。

Code:

//參考Linux man手冊#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>
int main(int argc, char *argv[]){ int pipe_fd[2]; pid_t child_id; char buf;
if (argc != 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s <string> ", argv[0]); exit(EXIT_FAILURE); }
if (pipe(pipe_fd) == -1) { perror("pipe"); exit(EXIT_FAILURE); }
child_id = fork(); if (child_id == -1) { perror("fork"); exit(EXIT_FAILURE); }
if (child_id == 0) { /* Child reads from pipe */ close(pipe_fd[1]); /* Close unused write end */
while (read(pipe_fd[0], &buf, 1) > 0) write(STDOUT_FILENO, &buf, 1); /*Print to terminal*/
write(STDOUT_FILENO, " ", 1); close(pipe_fd[0]); _exit(EXIT_SUCCESS);
} else { /* Parent writes argv[1] to pipe */ close(pipe_fd[0]); /* Close unused read end */ write(pipe_fd[1], argv[1], strlen(argv[1])); close(pipe_fd[1]); /* Reader will see EOF */ wait(NULL); /* Wait for child */ exit(EXIT_SUCCESS); }}


測試:

./pipe HelloWorldHelloWorld


小結(jié):

參考man中pipe的使用代碼,大致了解pipe使用方法。即在父進程向管道寫入終端輸入的 “HelloWorld”,然后在子進程讀取管道數(shù)據(jù),并在終端輸出。

在父子進程共享區(qū),初始化pipe_fd后,即規(guī)定pipe_fd[0]為讀取端,pipe_fd[1]為寫入端。故pipe_fd必須在進程共享區(qū)初始化,也就能理解pipe存在開篇中第二個局限性的原因了。

FIFO

FIFO有時也會被稱為命名管道,未命名的管道(PIPE)只能在兩個相關的進程間使用,而且這個兩個進程還要有共同的創(chuàng)建了它們的祖先進程。但是,通過FIFO,不相關的進程也能進行數(shù)據(jù)交換。

FIFO的使用方法與讀寫文件類似。先創(chuàng)建FIFO文件,再獲取FIFO文件的句柄,然后open、write、read、close。

Code:

fifo寫端口代碼實現(xiàn):

//fifo_write.cpp#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <iostream>
#define BUFF_SIZE 1024
int main(int argc, char *argv[]){ int ret = 0, fd = 0; char buff[1024] = {0};
if (argc < 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s <string> ", argv[0]); exit(EXIT_FAILURE); }
ret = access(argv[1], F_OK); if (ret == -1) { ret = mkfifo(argv[1], 0664); if (ret == 0) { fprintf(stdout, "Create fifo named %s success. ", argv[1]); } else { fprintf(stderr, "Create fifo named %s failed! ", argv[1]); exit(EXIT_FAILURE); } }
fd =open(argv[1], O_RDWR); if (fd == -1) { fprintf(stderr, "Open fifo failed! "); exit(EXIT_FAILURE); }
while(1) { memset(buff, 0, BUFF_SIZE); fprintf(stdout, "input: "); fgets(buff, BUFF_SIZE, stdin);
write(fd, buff, sizeof(buff));
if (strncmp("end", buff, strlen(buff)-1) == 0) { close(fd); break; } }
return 0;}


fifo讀端口代碼實現(xiàn):

//fifo_read.cpp#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <iostream>
#define BUFF_SIZE 1024
int main(int argc, char *argv[]){ int ret = 0, fd = 0; char buff[BUFF_SIZE] = {0};
if (argc < 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s <string> ", argv[0]); exit(EXIT_FAILURE); }
ret = access(argv[1], F_OK); if (ret == -1) { ret = mkfifo(argv[1], 0664); if (ret == 0) { fprintf(stdout, "Create fifo named %s success. ", argv[1]); } else { fprintf(stderr, "Create fifo named %s failed! ", argv[1]); exit(EXIT_FAILURE); } }
fd =open(argv[1], O_RDWR); if (fd == -1) { fprintf(stderr, "Open fifo failed! "); exit(EXIT_FAILURE); }
while(1) { memset(buff, 0, BUFF_SIZE); read(fd, buff, sizeof(buff));
if (strncmp("end", buff, strlen(buff)-1) == 0) { close(fd); break; }
fprintf(stdout, "%s", buff); }
return 0;}


  • 當open一個FIFO時,非阻塞(O_NONBLOCK)會產(chǎn)生下列影響:
    (1) 一般情況下(未指定O_NONBLOCK),只讀open要阻塞到某個進程為寫而打開這個FIFO為止。類似的,只寫open要阻塞到某個進程為讀而打開這個FIFO為止。
    (2)若指定O_NONBLOCK,則只讀open立即返回。但是,若沒有進程為讀而打開這個FIFO,那么只寫open則會返回為-1,將effno設置為ENXIO。
  • 在調(diào)用mkfifo時,會創(chuàng)建一個fifo文件。其中第一個參數(shù)可為絕對路徑或者相對路徑。

測試Linux進程通信 管道_父進程_02

總結(jié)

對比以上兩種管道的方式,可得出PIPE與FIFO的大致差異。

  • 工作方式。PIPE可稱為“匿名管道”,無需命名,在具有親屬關系的進程中使用;FIFO又可稱為“有名管道”,在使用過程中,其會在系統(tǒng)中創(chuàng)建FIFO類型文件,從而可通過此文件進行不相關進程間的通信。
  • 通信方式。PIPE為半雙工通信,即在一次通訊中,數(shù)據(jù)只能在一個方向上流動。FIFO為全雙工通信,在一次通訊中,兩端可以同時收發(fā)數(shù)據(jù)。

最后

用心感悟,認真記錄,寫好每一篇文章,分享每一框干貨。愿每一篇文章不負自己,不負看客!


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Linux進程通信 管道_數(shù)據(jù)_03


本文摘自 :https://blog.51cto.com/u

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