[linux]:匿名管道和命名管道(什么是管道,怎么创建管道(函数),匿名管道和命名管道的区别,代码例子)

目录

一、匿名管道

1.什么是管道?什么是匿名管道?

2.怎么创建匿名管道(函数)

3.匿名管道的4种情况

4.匿名管道有5种特性

 5.怎么使用匿名管道?匿名管道有什么用?(例子)

二、命名管道

1.什么是命名管道?

2.怎么创建命名管道(函数)?

3.命名管道的打开规则

4.怎么使用命名管道?命名管道有什么用?(例子)

三、匿名管道和命名管道的区别 


一、匿名管道

1.什么是管道?什么是匿名管道?

我们把从一个进程连接到另一个进程的一个数据流称为一个“管道”。而匿名管道顾名思义,就是一种没有名字的“管道”。

2.怎么创建匿名管道(函数)

#include <unistd.h>
功能:创建一无名管道
原型
int pipe(int fd[2]);
参数
fd:文件描述符数组,其中fd[0]表示读端, fd[1]表示写端

记忆方法:0像一张嘴,所以是读端,1像一支笔,所以是写端
返回值:成功返回0,失败返回错误代码

3.匿名管道的4种情况

1.正常情况,如果管道没有数据了,读端必须等待,直到有数据为止(写端写入数据了)
2.正常情况,如果管道被写满了,写端必须等待,直到有空间为正(读端读走数据)
3.写端关闭,读端一直读取,读端会读到read返回值为0,表示读到文件结尾
4.读端关闭,写端一直写入,OS会直接杀掉写端进程,通过向目标进程发送SIGPIPE(13)信号,终止目标进程
b.管道的5种特性
1.匿名管道,可以允许具有血缘关系的进程之间进行进程间通信,常用与父子,仅限于此
2.匿名管道,默认给读写端要提供同步机制 ---了解现象就行
3. 面向字节流的---了解现象就行
4.管道的生命周期是随进程的
5.管道是单向通信的,半双工通信的一种特殊情况

4.匿名管道有5种特性

1.匿名管道,可以允许具有血缘关系的进程之间进行进程间通信,常用与父子,仅限于此
2.匿名管道,默认给读写端要提供同步机制
3. 面向字节流的
4.管道的生命周期是随进程的
5.管道是单向通信的,半双工通信的一种特殊情况

 5.怎么使用匿名管道?匿名管道有什么用?(例子)

例子:

先创建管道, 进而创建子进程, 父子进程使用管道进行通信

父进程向管道当中写“i am father”, 

子进程从管道当中读出内容, 并且打印到标准输出(屏幕)

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int main()
{int fd[2];//打开匿名管道if(pipe(fd) == -1){cout << "open pipe fail" << endl;exit(1);}pid_t id = fork();if(id == 0)//child{char message[30];read(fd[0], message, sizeof(message));cout << message << endl;}//fatherchar s[] = "i am father";write(fd[1], s, sizeof(s));return 0;
}

运行后:

二、命名管道

1.什么是命名管道?

匿名管道应用的一个限制就是只能在具有共同祖先(具有亲缘关系)的进程间通信

如果我们想在不相关的进程之间交换数据,可以使用FIFO文件来做这项工作,它经常被称为命名管道。命名管道是一种特殊类型的文件。

2.怎么创建命名管道(函数)?

命名管道可以从命令行上创建,命令行方法是使用下面这个命令

mkfifo filename

命名管道也可以从程序里创建,相关函数有 

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

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

filename:命名管道的名字

mode:权限值

返回值:成功返回0,失败返回-1

3.命名管道的打开规则

如果当前打开操作是为读而打开FIFO时

  • O_NONBLOCK (disable):阻塞直到有相应进程为写而打开该FIFO
  • O_NONBLOCK (enable):立刻返回成功

如果当前打开操作是为写而打开FIFO时

  • O_NONBLOCK (disable):阻塞直到有相应进程为读而打开该FIFO
  • O_NONBLOCK (enable):立刻返回失败,错误码为ENXIO


4.怎么使用命名管道?命名管道有什么用?(例子)

创建出来的命名管道可以供两个进程通信

进程A 向管道当中写 “i am process A”

进程B 从管道当中读 并且打印到标准输出

processA.cc

#include "fifo.h"
using namespace std;
bool MakeFifo()
{int n = mkfifo(FIFONAME, 0644);if(n < 0){cout << "mkfifo fail" << endl;return false;}return true;
}int main()
{//创建命名管道if(!MakeFifo()){cerr << "mkfifo fail" << endl;return 1;}//打开fifo文件写int wfd = open(FIFONAME, O_WRONLY);if(wfd < 0){cerr << "open fifo fail" << endl;return 2;}cout << "Process A is sending a message to process B" << endl;char message[] = "i am process A";write(wfd, message, sizeof(message));return 0;
}

processB.cc

#include "fifo.h"
using namespace std;int main()
{//打开fifo文件写int rfd = open(FIFONAME, O_RDONLY);if(rfd < 0){cerr << "open fifo fail" << endl;return 2;}cout << "receives messages from process A: ";char message[30];read(rfd, message, sizeof(message));cout << message << endl;return 0;
}

fifo.h

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <iostream>
#include <cassert>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>#define FIFONAME  "fifo"

现象:

1.

 2.

 3.

三、匿名管道和命名管道的区别 

  • 匿名管道由pipe函数创建并打开。
  • 命名管道由mkfifo函数创建,打开用open
  • FIFO(命名管道)与pipe(匿名管道)之间唯一的区别在它们创建与打开的方式不同,一但这些工作完成之后,它们具有相同的语义

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