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[Linux] 进程间通信--管道 pipe 函数详解 (出自 360百科)

热度:40   发布时间:2023-12-14 09:18:49.0

函数

  pipe我们用中文叫做管道。

  以下讲解均是基于Linux为环境:

简介

  所需头文件 #include<unistd.h>

  函数原型 int pipe(int fd[2])

  函数传入值 fd[2]:管道的两个文件描述符,之后就是可以直接操作这两个文件描述符

  返回值 成功 0  失败 -1

什么是管道

  管道是Linux 支持的最初Unix IPC形式之一,具有以下特点:

  管道是半双工的,数据只能向一个方向流动;需要双方通信时,需要建立起两个管道; 只能用于父子进程或者兄弟进程之间(具有亲缘关系的进程); 单独构成一种独立的文件系统:管道对于管道两端的进程而言,就是一个文件,但它不是普通的文件,它不属于某种文件系统,而是自立门户,单独构成一种文件系统,并且只存在于内存中。数据的读出和写入:一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾,并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。

管道的创建

  #include <unistd.h>

  int pipe(int fd[2])

  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(因此也不难推出,只要两个进程中存在亲缘关系,这里的亲缘关系指的是具有共同的祖先,都可以采用管道方式来进行通信)。

管道的读写规则

  管道两端可分别用描述字fd[0]以及fd[1]来描述,需要注意的是,管道的两端是固定了任务的。即一端只能用于读,由描述字fd[0]表示,称其为管道读端;另一端则只能用于写,由描述字fd[1]来表示,称其为管道写端。如果试图从管道写端读取数据,或者向管道读端写入数据都将导致错误发生。一般文件的I/O函数都可以用于管道,如close、read、write等等。

读取数据

  如果管道的写端不存在,则认为已经读到了数据的末尾,读函数返回的读出字节数为0; 当管道的写端存在时,如果请求的字节数目大于PIPE_BUF,则返回管道中现有的数据字节数,如果请求的字节数目不大于PIPE_BUF,则返回管道中现有数据字节数(此时,管道中数据量小于请求的数据量);或者返回请求的字节数(此时,管道中数据量不小于请求的数据量)。注:(PIPE_BUF在include/linux/limits.h中定义,不同的内核版本可能会有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF至少为512字节,red hat 7.2中为4096)。

  关于管道的读规则验证:

  /**************

  * readtest.c *

  **************/

  #include <unistd.h>

  #include <sys/types.h>

  #include <errno.h>

  main()

  {

  int pipe_fd[2];

  pid_t pid;

  char r_buf[100];

  char w_buf[4];

  char* p_wbuf;

  int r_num;

  int cmd;

  memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));

  memset(w_buf,0,sizeof(r_buf));

  p_wbuf=w_buf;

  if(pipe(pipe_fd)<0)

  {

  printf("pipe create error ");

  return -1;

  }

  if((pid=fork())==0)

  {

  printf(" ");

  close(pipe_fd[1]);

  sleep⑶;//确保子进程关闭写端

  r_num=read(pipe_fd[0],r_buf,100);

  printf("read num is %d the data read from the pipe is %d ",r_num,atoi(r_buf));

  close(pipe_fd[0]);

  exit();

  }

  else if(pid>0)

  {

  close(pipe_fd[0]);//read

  strcpy(w_buf,"111");

  if(write(pipe_fd[1],w_buf,4)!=-1)

  printf("parent write over ");

  close(pipe_fd[1]);//write

  printf("parent close fd[1] over ");