管道和命名管道

一. 管道：

　　　1.只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信　　

　　　2.半双工通信模式

　　　3.一种特殊的文件，是一种只存在于内核中的读写函数

 

管道基于文件描述符，管道建立时，有两个文件描述符：

a. fd[0]: 固定用于读管道

b. fd[1]: 固定用于写管道

 

创建管道：pipe()

　　　　　一般步骤：1. pipe()创建管道　　2. fork()创建子进程　　3. 子进程会继承父进程的管道

 

关闭管道：1. 逐个关闭文件描述符　　2. close()

 

eg. 父子进程间的管道通信：父子进程对管道分别有自己的读写通道，把无关的读端或写段关闭。

#include
#include
#include
#include
#include


#define MAX_DATA_LEN 256
#define DELAY_TIME 1


int main() {
    pid_t pid;
    char buf[MAX_DATA_LEN];
    const char *data="Pipe Test program";
    int real_read,real_write;
    int pipe_fd[2];


    memset((void*)buf,0,sizeof(buf));


    if(pipe(pipe_fd)<0){
        perror("Pipe create error!\n");
        exit(1);
    }


    if ((pid=fork())<0) {
        perror("Fork error!\n");
        exit(1);
    } else if (pid==0) {
        close(pipe_fd[1]);
        sleep(DELAY_TIME*3);


        if ((real_read=read(pipe_fd[0],buf,MAX_DATA_LEN))>0) {
            printf("Child receive %d bytes from pipe: '%s'.\n",real_read,buf);
        }


        close(pipe_fd[0]);
        exit(0);
    } else {
        close(pipe_fd[0]);
        sleep(DELAY_TIME);


        if ((real_write=write(pipe_fd[1],data,strlen(data)))>0) {
            printf("Parent write %d bytes into pipe: '%s'.\n",real_write,data);
        }


        close(pipe_fd[1]);
        waitpid(pid,NULL,0);
        exit(0);
    }


}
 

 

 

二. 有名管道FIFO

　　1. 使不相关的两个进程彼此通信：a. 通过路径名指出，在文件系统中可见　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　 b. 管道建立后，两进程可按普通文件一样对其操作

　　2. FIFO遵循先进先出规则：a. 对管道读从开始处返回数据

　　　　　　　　　　　　　　  b. 对管道写则把数据添加到末尾

　　　　　　　　　　　　　　  c. 不支持如lseek()等文件定位操作

 

　　创建有名管道：mkfifo()

 

创建管道成功后，可使用open()、read()和write()等函数。

　　为读而打开的管道可在open()中设置O_RDONLY

　　为写而打开的管道可在open()中设置O_WRONLY

 

与普通文件不同的是阻塞问题

　　?普通文件的读写时不会出现阻塞问题

　　?在管道的读写中却有阻塞的可能，

　　?非阻塞标志：在open()函数中设定为O_NONBLOCK

 

l阻塞打开与非阻塞打开

对于读进程

　　?若该管道是阻塞打开，且当前FIFO内没有数据，则对读进程而言将一直阻塞到有数据写入

　　?若该管道是非阻塞打开，则不论FIFO内是否有数据，读进程都会立即执行读操作。即如果FIFO内没有数据，则读函数将立刻返回0

对于写进程

　　?若该管道是阻塞打开，则写操作将一直阻塞到数据可以被写入

　　?若该管道是非阻塞打开而不能写入全部数据，则读操作进行部分写入或者调用失败

 

 

eg. 写FIFO与读FIFO

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include


#define FIFO "myfifo"
#define BUFF_SIZE 1024


int main(int argc,char* argv[]) {
    char buff[BUFF_SIZE];
    int real_write;
    int fd;


    if(argc<=1){
        printf("Usage: ./fifo_write string\n");
        exit(1);
    }


    sscanf(argv[1],"%s",buff);


% 测试FIFO是否存在，若不存在，mkfifo一个FIFO
    if(access(FIFO,F_OK)==-1){
        if((mkfifo(FIFO,0666)<0)&&(errno!=EEXIST)){
            printf("Can NOT create fifo file!\n");
            exit(1);
        }
    }


% 调用open以只写方式打开FIFO，返回文件描述符fd    
    if((fd=open(FIFO,O_WRONLY))==-1){
        printf("Open fifo error!\n");
        exit(1);
    }


% 调用write将buff写到文件描述符fd指向的FIFO中
    if ((real_write=write(fd,buff,BUFF_SIZE))>0) {
        printf("Write into pipe: '%s'.\n",buff);
        exit(1);
    }
    
    close(fd);
    exit(0);


}

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 


#define FIFO "myfifo"
#define BUFF_SIZE 1024


int main() {
    char buff[BUFF_SIZE];
    int real_read;
    int fd;


%access确定文件或文件夹的访问权限。即，检查某个文件的存取方式
%如果指定的存取方式有效，则函数返回0，否则函数返回-1
%若不存在FIFO，则创建一个
    if(access(FIFO,F_OK)==-1){
        if((mkfifo(FIFO,0666)<0)&&(errno!=EEXIST)){
            printf("Can NOT create fifo file!\n");
            exit(1);
        }
    }


%以只读方式打开FIFO，返回文件描述符fd    
    if((fd=open(FIFO,O_RDONLY))==-1){
        printf("Open fifo error!\n");
        exit(1);
    }


% 调用read将fd指向的FIFO的内容，读到buff中，并打印
    while(1){
        memset(buff,0,BUFF_SIZE);
        if ((real_read=read(fd,buff,BUFF_SIZE))>0) {
            printf("Read from pipe: '%s'.\n",buff);
        }
    }
    
    close(fd);
    exit(0);
}

接收端以只读的方式，发送端以只写的方式打开命名管道时，会导致接收端只在第一次接收数据之前阻塞。发送端关闭管道时会导致接收端可读并返回接收数据长度0.

但在两端都以可读写的方式打开时，接收端每次接收完数据后都会阻塞，直到接收到发送端再次发送的数据。