一、匿名管道pipe
特点：
1.用于有血缘关系的进程通讯（继承其文件描述符）
2.两个进程通过一个管道只能实现单向通信
3.流式服务
4.生命周期：随进程
5.提供同步、互斥
看一个例子：
-
#include<stdio.h>
-
#include<errno.h>
-
#include<sys/wait.h>
-
#include<unistd.h>
-
#include<string.h>
-
#include<sys/types.h>
-
-
int main()
-
{
-
int pipe_fd[2] = {-1,-1};
-
if(pipe(pipe_fd) < 0){
-
printf("pipe error, %s\n",strerror(errno));
-
return 1;
-
}
-
-
pid_t id = fork();
-
if(id == 0){
-
//child write
-
close(pipe_fd[0]);
-
-
char *msg = "child write:enenshiwo\n";
-
while(1){
-
write(pipe_fd[1],msg,strlen(msg));
-
sleep(1);
-
}
-
}else{
-
//father read
-
close(pipe_fd[1]);
-
-
char buf[1024];
-
while(1){
-
buf[0] = '\0';
-
ssize_t _sz = read(pipe_fd[0],buf,sizeof(buf) - 1);
-
-
if(_sz > 0){
-
buf[_sz] = '\0';
-
}
-
-
printf("father read : %s\n",buf);
-
}
-
wait(NULL);
-
}
-
return 0;
-
}
子进程关闭读端来写，父进程关闭写端来读。
在阻塞IO操作下，有以下四种情况:
1.没有人在写、写的文件描述符都关闭了，依然有人读，read会把剩余的读完后返回0
2.没有人写、写的文件描述符没关闭，一直有人读，read会阻塞，等待管道里有了数据再继续读并返回。
3.没有人读，读的文件描述符都关闭了，依然有人写，那么写的进程会收到信号SIGPIPE而异常终止
4.没有人读，读的文件描述符没关闭，依然有人写，等写满了管道后write会阻塞，直到有人读，管道也可以写进去才写入并返回。
可以想象是下水管道的一个，哪一段出了问题另一端都会跟着反应，总不能把管子撑爆、也不可能等着不会再有水的管道来水吧。
二、命名管道 FIFO
特点：
1.创建FIFO的进程不存在亲缘关系，只要可以访问该路径，就能够通过FIFO 相互通信
2.先进先出，like its name.（FIFO）frist in frist out
3.当使用FIFO的进程退出，FIFO文件会继续保存在文件系统中以便以后使用。
4.FIFO中的内容放在内存中
看一个例子：
client:
-
#define _PATH_ "./file.tmp"
-
#define _SIZE_ 100
-
-
int main()
-
{
-
int fd = open(_PATH_,O_RDONLY,0);
-
if(fd < 0){
-
printf("open file failed!:%s\n",strerror(errno));
-
return 1;
-
}
-
char buf[_SIZE_];
-
while(1){
-
memset(buf,'\0',sizeof(buf));
-
int ret = read(fd,buf,sizeof(buf)-1);
-
if(ret <= 0){
-
printf("read file failed!\n");
-
break;
-
}
-
printf("%s\n",buf);
-
if(strncmp(buf,"quit",4) == 0){
-
break;
-
}
-
}
-
close(fd);
-
return 0;
-
}
server
-
#define _PATH_ "./file.tmp"
-
#define _SIZE_ 100
-
-
int main()
-
{
-
int ret = mkfifo(_PATH_,0666|S_IFIFO);
-
if(ret == -1){
-
printf("mkfifo failed!\n");
-
return 1;
-
}
-
int fd = open(_PATH_,O_WRONLY|O_CREAT,0644);
-
if(fd < 0){
-
printf("open error:%s\n",strerror(errno));
-
}
-
char buf[_SIZE_];
-
while(1){
-
printf("Server Enter:");
-
fflush(stdout);
-
memset(buf,'\0',sizeof(buf));
-
scanf("%s",buf);
-
int len = strlen(buf);
-
buf[len] = '\0';
-
int ret = write(fd,buf,strlen(buf));
-
if(ret < 0){
-
printf("write error!:%s\n",strerror(errno));
-
break;
-
}
-
if(strncmp(buf,"quit",4) == 0){
-
break;
-
}
-
}
-
close(fd);
-
return 0;
-
}
server is write one
client is read one
三、管道的容量
一次管道读写操作最多传送512字节, linux/limits.h中规定:
#define PIPE_BUF 4096
那么当写入超过buf会怎样，我们来man一下：
Writes of greater than {PIPE_BUF} bytes may have data interleaved（交织）, on arbitrary（任意） boundaries, with writes by other processes, whether or not the O_NONBLOCK flag of the file status flags is set.
If the O_NONBLOCK flag is clear, a write request may cause the thread to block, but on normal completion it
shall return
nbyte.
ssize_t write(int fildes, const void *buf, size_t
nbyte);
总结一下：
写一个大于管道总容量的数据量，write无论阻塞还是非阻塞都会返回，对于阻塞的，需要有人read把空间让出来，直到nbyte全部写入才返回，对于
非阻塞的，write会尽量写入并且立即返回，并给给予一个保证就是如果pipe在此刻是空的，那么write起码会写入PIPE_SIZE字节。
四、管道的实现（这里参考：
这里）
1.环形缓冲区
每个管道只有一个页面作为缓冲区，该页面是按照环形缓冲区的方式来使用的。这种访问方式是典型的“生产者——消费者”模型。当“生产者”进程有大量的数据需
要写时，而且每当写满一个页面就需要进行睡眠等待，等待“消费者”从管道中读走一些数据，为其腾出一些空间。相应的，如果管道中没有可读数据，“消费者”
进程就要睡眠等待，
2.环形缓冲区实现原理
环形缓冲区是嵌入式系统中一个常用的重要数据结构。一般采用数组形式进行存储，即在内存中申请一块连续的线性空间，可以在初始化的时候把存储空间一次性分配
好。只是要模拟环形，必须在逻辑上把数组的头尾相连接。只要对数组最后一个元素进行特殊的处理——访问尾部元素的下一元素时，重新回到头部元素。对于从尾
部回到头部只需模缓冲长度即可（假设maxlen为环形缓冲的长度，当读指针read指向尾部元素时，只需执行read=read%maxlen即可使read回到头部元素）
3.读写操作
环形缓冲区要维护写端（write）和读端（read）两个索引。写入数据时，必须先确保缓冲区没有满，然后才能将数据写入，最后将write指针指向下一个元素；读取数据时，首先要确保缓冲区不为空，然后返回read指针对应得元素，最后使read指向下一个元素的位置。
4.判断“满”和“空”
当read和write指向同一个位置时环形缓冲区为空或满。为了区别环满和空，当read和write重叠的时候环空；而当write比read快，追到距离read还有一个元素间隔的时候，就认为环已经满了。
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