管道

目录

管道

1、管道的特点

2、无名管道的使用步骤

（1）在进程中使用 pipe 函数来获取管道的文件描述符

（2）使用 fork 函数来创建子进程

（3）通过获取到的文件描述符来进行数据的传输

（4）当管道不再使用的时候 需要进行关闭

3、有名管道的使用步骤

（1）创建一个有名管道出来

（2）打开有名管道 (有名管道的使用方式)

（3）通过打开的有名管道进行数据的操作

（4）关闭有名管道

4、删除有名管道函数

使用有名管道实现双向通信,用两根管道

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引入：

• 信号可以实现进程间的交互 但是没法发送数据。

• 管道可以实现数据的传输。

• linux 下一切都是文件，管道也是一种文件 我们可以通过文件操作来进行数据的传输

-- 什么是进程间通信？

        每个进程各自有不同的用户地址空间,任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到，所以进程之间要交换数据必须通过内核,在内核中开辟一块缓冲区,进程A把数据从用户空间拷到内核缓冲区,进程B再从内核缓冲区把数据读走,内核提供的这种机制称为进程间通信。

1、管道的特点

-- 1 先进先出

• 数据被一个进程读出后，将被从管道中删除，其他读进程将不能再读到这些数据。管道的内容读完后不会保存。

-- 2 单向

• 数据的流通方向的单向的，一个进程（写进程）在管道的尾部写入数据，另一个进程（读进程）从管道的头部读出数据。

-- 3 管道为空

• 无法读出数据 会读阻塞（进程试图读空管道时，进程将阻塞）

-- 4 管道为满

• 写堵塞（管道已经满时，进程再试图向管道写入数据，进程将阻塞。）

• 管道大小 64KB

• 直接将1024这一块区域写进文件，并没有对该地址的空间做出改变，所以是可以的。

-- 5 管道有两种

• 无名管道
  -- 没有名字的管道 只能让亲缘(父子)进程使用

• 有名管道
  -- 在同一个操作系统下 用任意的两个进程都可以使用

-- 6 管道是单向的，一边要么读，一边要么写，不可以又读又写，想要一边读一边写，那就创建2个管道

-- 当进程退出之时，管道也随之释放，与文件保持一致

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2、无名管道的使用步骤

（1）在进程中使用 pipe 函数来获取管道的文件描述符

-- 函数头文件

• #include <unistd.h>

-- 函数的原型

• int pipe(int pipefd[2]);

-- 函数的作用：

• 调用该函数可以创建一个无名管道用于父子进程间通信
• ！！！该函数需要在 fork 之前来调用否则会创建两根管道

-- 函数的参数

• 函数的参数用于返回无名管道的读端口和写端口对应的文件描述符
• int pipefd[2]：一个 int 类型的数组
• pipefd[0] 对应读端口
• pipefd[1] 对应写端口

-- 函数的返回值：

• 成功返回：0
• 失败返回：-1

（2）使用 fork 函数来创建子进程

• pid_t fork(void);

（3）通过获取到的文件描述符来进行数据的传输

-- 因为我们获取的是文件描述符，所以可以直接使用 read 和 write 函数来进行数据的写入和读取

• ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count)
• ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count)

注：任何的数据传输，接收方接收的数据类型尽量的要跟发送方的一致

（4）当管道不再使用的时候 需要进行关闭

-- 调用 close 函数即可

• 1 写端口彻底关闭 但是管道中还有数据 读端口可以正常读取 数据读取完毕之后 管道自动关闭
• 2 读端口彻底关闭 写端口不可以正常写入

• 要想彻底关闭管道，需要父子进程都进行 close 操作
  父进程关闭读写端口，子进程关闭读写端口 

  

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-- 向管道中写数据，从管道中读数据

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3、有名管道的使用步骤

-- 因为无名管道使用范围有限（只能在父子进程之间），为了让任意的两个进程都可以使用管道通信，我们就可以用有名管道.

-- 有名管道的特点跟无名管道无区别

（1）创建一个有名管道出来

-- 使用指令创建

-- 使用函数创建

-- 函数头文件

• #include <sys/types.h>
• #include <sys/stat.h>

-- 函数原型

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

-- 函数的作用：

• 根据参数来创建一个有名管道文件

-- 函数的参数：

• pathname：路径和文件名
• mode：有名管道的文件权限

-- 函数的返回值：

• 成功返回 0
• 失败返回 -1

（2）打开有名管道 (有名管道的使用方式)

• 使用 open 函数来对有名管道进行打开
• 有名管道必须要让两个进程同时调用 open 函数才可以打开成功
• 而且一个进程以只读的方式 一个进程以只写的方式
• 要想打开有名管道 必须要凑够可读可写这两个权限

（3）通过打开的有名管道进行数据的操作

• read 和 write 函数来进行数据的写入和读取
• ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count)
• ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count)
• 任何的数据传输，接收方接收的数据类型尽量的要跟发送方的一致

（4）关闭有名管道

• 读端先关闭 写端无法使用
• 写端先关闭 但是管道中有数据 读端口仍可进行读取

4、删除有名管道函数

-- 函数头文件

• #include <unistd.h>

-- 函数原型

• int unlink(const char *pathname)

-- 函数的作用

• 删除有名管道文件

-- 函数的参数：

• pathname：填写有名管道文件

-- 函数的返回值：

• 成功返回 0
• 失败返回 -1

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使用有名管道实现双向通信,用两根管道

-- rr.c

#include "stdio.h"
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include "unistd.h"
int main(int argc,char*argv[])
{if(argc<3){printf("格式输入有误！\n");return -1;}char buff1[30]={0};char buff2[30]={0};pid_t pid = fork();if(pid == 0){while(1){//sleep(1);int fd_r = open(argv[1],O_RDONLY);int ret = read(fd_r,buff1,30);if(ret>0){printf("接收到%d个字节\n",ret);printf("buff1:%s\n",buff1);}else {break;}memset(buff1,0,30);close(fd_r);}}else if(pid >0){while(1){int fd_w = open(argv[2],O_WRONLY);scanf("%s",buff2);write(fd_w,buff2,strlen(buff2));perror("write");close(fd_w);}}return 0;
}

-- ww.c

#include "stdio.h"
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include "unistd.h"
#include <string.h>int main(int argc,char*argv[])
{if(argc<3){printf("格式输入有误！\n");return -1;}char buff1[30] ={0};char buff2[30]={0};pid_t pid =fork();if(pid == 0){while(1){int fd_w = open(argv[1],O_WRONLY);scanf("%s",buff1);write(fd_w,buff1,strlen(buff1));perror("write");close(fd_w);}}else if(pid > 0){while(1){int fd_r = open(argv[2],O_RDONLY);//sleep(2);int ret = read(fd_r,buff2,30);if(ret>0){printf("接收到%d个字节\n",ret);printf("buff2:%s\n",buff2);}else {break;}memset(buff2,0,30);close(fd_r);}}return 0;
}