linux管道的那点事

    管道是一种两个进程间进行单向通信的机制。因为管道传递数据的单向性，管道又称为半双工管道。管道的这一特点决定了器使用的局限性。管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一，具有以下特点：

*** 数据只能由一个进程流向另一个进程（其中一个读管道，一个写管道）；如果要进行双工通信，需要建 立两个管道。
*** 管道只能用于父子进程或者兄弟进程间通信。，也就是说管道只能用于具有亲缘关系的进程间通信。

   除了以上局限性，管道还有其他一些不足，如管道没有名字（匿名管道），管道的缓冲区大小是受限制的。管道所传输的是无格式的字节流。这就需要管道输入方和输出方事先约定好数据格式。虽然有那么多不足，但对于一些简单的进程间通信，管道还是完全可以胜任的。
   使用管道进行通信时，两端的进程向管道读写数据是通过创建管道时，系统设置的文件描述符进行的。从本质上说，管道也是一种文件，但它又和一般的文件有所不同，可以克服使用文件进行通信的两个问题，这个文件只存在内存中。
    通过管道通信的两个进程，一个进程向管道写数据，另外一个从中读数据。写入的数据每次都添加到管道缓冲区的末尾，读数据的时候都是从缓冲区的头部读出数据的。

      #include

       int pipe(int pipefd[2]);

（匿名）管道两端分别用描述符pipefd[0]及pipefd[1]来描述。需要注意的是，管道两端的任务是固定的，一端只能用于读，有描述符pipefd[0]表示，称其为管道读端；另一端只能用于写，由描述符pipe[1]来表示，称其为管道写端。
该函数创建的管道的两端处于一个进程中间，在实际应用中没有太大意义，因此，一个进程在由pipe()创建管道后，一般再fork一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信。在此不再作多介绍，下面看看有名管道吧。
    管道的一个不足之处就是没有名字，因此，只能用于具有亲缘关系的进程间通信，在有名管道（name pipe或FIFO)提出后，该限制得到了解决。FIFO不同与管道之处在与她提供一个路径名与之关联，以FIFO的文件形式存储在文件系统中。有名管道是一个设备文件，因此，即使进程与创建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相互通信了。值得注意的是FIFO（First In First Out）总是按照先进先出的原则工作，第一个被写入的数据首先从管道中读出。
     在Linux中我们经常使用管道重定向数据。比如：
   
   

下面介绍一下创建有名管道的系统调用，有两个，mknod和mkfifo

#include  

#include 

int mknod(const char *pathname, mode_t mode, dev_t dev);

int mkfifo( const char *pathname, mode_t mode );

函数mknod参数中pathname为创建有名管道的全路径名，mode为创建有名管道的模式，指明其存取权限；dev为设备值，该值取决于文件创建的种类，它只在创建设备文件是才会用到。这两个函数调用成功都返回0，否则返回-1.
读写有名管道：

#include 

ssize_t read (int fd , void * buf , size_t nbytes)

ssize_t write (int fd , void * buf , size_t nbytes)

接下来给大家演示一下通过有名管道通信的聊天程序。。。

// 李四.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

#define FIFO_READ    "writefifo" //另外一个程序只要把本程序
#define FIFO_WRITE    "readfifo"   //拷贝一份然后调换这两个宏即可

#define BUF_SIZE    1024
int left = 0;
void *read_buf()
{
    int rfd = -1;
    char buf[BUF_SIZE] = { '\0' };
    int i;

    printf("等待对方……\n");
    while ((rfd = open(FIFO_READ, O_RDONLY)) == -1) {
        sleep(1);
    }
    while (left != 1) {
        //printf("i=%d ",i++);
        int len = read(rfd, buf, BUF_SIZE);
        if (len > 0) {
            buf[len] = '\0';

            if(strcmp(buf,"不理你了") == 0){
                printf("\n对方已经走开!\n");
                left = 1;
                break;
            //    exit(0);
            }
            for(i = 0; i < strlen("我："); i++)
                printf("\b");

            printf("对方：%s\n", buf);
            printf("我：");
            fflush(stdout);
        }
    }

    close(rfd);
    return NULL;
}

void *write_to()
{
    int wfd;
    char buf[BUF_SIZE];
    int len;

    umask(0);
    if (mkfifo(FIFO_WRITE, S_IFIFO | 0666)) {
        printf("Can't create FIFO %s because  %s", FIFO_WRITE,
               strerror(errno));
        exit(1);
    }
    umask(0);
    wfd = open(FIFO_WRITE, O_WRONLY);
    if (wfd == -1) {
        printf("open FIFO %s error: %s", FIFO_WRITE, strerror(errno));
        exit(1);
    }
    while (left != 1) {
        printf("我: ");
        fgets(buf, BUF_SIZE, stdin);
        buf[strlen(buf) - 1] = '\0';
        if (strcmp(buf, "不理你了") == 0 || left == 1) {
            write(wfd, buf, strlen(buf));//通知对方
            close(wfd);
            unlink(FIFO_WRITE);
            exit(0);
        }
        write(wfd, buf, strlen(buf));
        fflush(stdin);
    }
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t thIDr, thIDw;

    pthread_create(&thIDr, NULL,(void *)read_buf, NULL);
    pthread_create(&thIDw, NULL,(void *)write_to, NULL);
    pthread_join(thIDr, NULL);
    pthread_join(thIDw, NULL);

    return 0;
}

学以置用，呵呵，效果如下：



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