0. 进程间通信（IPC inter process communication）的概念
进程间通信就是在不同进程之间传播或交换信息，那么不同进程之间存在着什么双方都可以访问的介质呢？
1）进程的用户空间是互相独立的，一般而言是不能互相访问的，唯一的例外是共享内存区。【内存】
2）系统空间是“公共场所”，各进程均可以访问，所以内核也可以提供这样的条件。【内核】
3）双方都可以访问的外设。在这个意义上，两个进程当然也可以通过磁盘上的普通文件交换信息。【磁盘】
1. 管道的工作原理
2. pipe(有名管道)
函数原型
1. #include <unistd.h> 2. 3. int pipe(int filedes[2]);
1）管道作用于有血缘关系的进程之间,通过fork来传递
2）调用pipe函数时在内核中开辟一块缓冲区（称为管道）用于通信，它有一个读端一个写端，然后通过filedes参数传出给用户程序两个文件描述符，filedes[0]固定用于管道的读端，filedes[1]固定用于管道的写端（很好记，就像0是标准输入1是标准输出一样）。所以管道在用户程序看起来就像一个打开的文件，通过read(filedes[0]);或者write(filedes[1]);向这个文件读写数据其实是在读写内核缓冲区。
3）pipe函数调用成功返回0，调用失败返回-1。
4）无名管道是单工的工作方式，即同一时刻要么只能读管道，要么只能写管道。父子进程虽然同时拥有管道的读端和写端，但只能使用其中一个。
程序1：实现父进程写，子进程读父进程写的内容，并将读到的内容输出到标准输出。
1. #include <stdio.h> 2. #include <unistd.h> 3. #include <string.h> 4. #include <stdlib.h> 5. #include <wait.h> 6. 7. int main(void) 8. { 9. int fd[2]; 10. char str[1024] = "hello world.\n"; 11. char buf[1024]; 12. pid_t pid; 13. 14. //fd[0]读端， fd[1]写端 15. if(pipe(fd) < 0){ 16. perror("pipe"); 17. exit(1); 18. } 19. 20. pid = fork(); 21. //父写子读 22. if(pid > 0){ //父进程 23. close(fd[0]); //关闭父进程的读端 24. sleep(2); 25. write(fd[1], str, strlen(str)); 26. wait(NULL); 27. } 28. else if(pid == 0){//子进程 29. int len; 30. close(fd[1]); //关闭子进程的写端 31. len = read(fd[0], buf, sizeof(buf)); 32. //sprintf(str, "child %s", buf); 33. write(STDOUT_FILENO, buf, len); //将子进程读到的内容输出到标准输出 34. } 35. else{ 36. perror("fork"); 37. exit(1); 38. } 39. 40. return 0; 41. }
使用pipe管道时要注意：
1、写管道关闭，读端读完管道里面内容时，再次读，返回0，相当于读到EOF
2、写端未关闭，写端暂时无数据；读端读完管道里数据时，再次读，阻塞
3、读端关闭，写端写管道，产生SIGPIPE信号，写进程默认情况下回终止进程
4、读端为读管道数据，当写端写满管道数据后，再次写，阻塞
3. fifo（有名管道）
3.1 fifo原理
有名管道，解决无血缘关系的进程通信，有名管道fifo特点：
1）当只写打开FIFO管道时，如果没有FIFO没有读端打开，则open写打开会阻塞。
2） FIFO内核实现时可以支持双向通信。（pipe单向通信，因为父子进程共享同一个file结构体）
3）FIFO可以一个读端，多个写端；也可以一个写端，多个读端。
通过mkfifo指令创建管道文件（注意在WinShare目录下不能创建管道文件，因为windows没有管道文件）
fifo_write.c----向管道文件中写数据
1. #include <stdio.h> 2. #include <unistd.h> 3. #include <string.h> 4. #include <stdlib.h> 5. #include <sys/types.h> 6. #include <sys/stat.h> 7. #incude <fcntl.h> 8. 9. void sys_err(char *str, int exitno) 10. { 11. perror(str); 12. exit(exitno); 13. } 14. 15. int main(int argc, char * argv[]) 16. { 17. int fd; 18. char buf[1024] = "hello world.\n"; 19. if(argc < 2){ 20. printf("./a.out fifoname.\n"); 21. exit(1); 22. } 23. 24. //fd = open(argv[1], O_RDONLY); 25. fd = open(argv[1], O_WRONLY); 26. 27. if(fd < 0) 28. sys_err("open", 1); 29. 30. write(fd, buf, strlen(buf)); 31. close(fd); 32. 33. return 0; 34. }
fifo_read.c---读取管道文件中的数据
1. #include <stdio.h> 2. #include <unistd.h> 3. #include <sys/types.h> 4. #include <sys/stat.h> 5. #include <fcntl.h> 6. #include <string.h> 7. #include <stdlib.h> 8. 9. void sys_err(char *str, int exitno) 10. { 11. perror(str); 12. exit(exitno); 13. } 14. 15. int main(int argc, char *argv[]) 16. { 17. int fd, len; 18. char buf[1024]; 19. if(argc < 2){ 20. printf("./a.out fifoname.\n"); 21. exit(1); 22. } 23. 24. //fd = open(argv[1], O_RDONLY); 25. fd = open(argv[1], O_RDONLY); 26. if(fd < 0) 27. sys_err("open", 1); 28. 29. len = read(fd, buf, sizeof(buf)); 30. write(STDOUT_FILENO, buf, len); 31. close(fd); 32. 33. return 0; 34. 35. }
执行的时候开两个终端窗口，先执行fifo_write.c，向管道中写数据，可以看到此时是阻塞的；
打开另外一个终端窗口，执行fifo_read.c，可以看到读出管道的数据，并打印在终端。
同时可以看到读写前后管道文件的大小是不变的
