从零开始学习Linux（11）----进程间通信（管道）

1.引言

两个进程之间，可以进行数据的直接传递吗？不能！进程具有独立性

1.为什么？？

数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程
资源共享：多个进程之间共享同样的资源
通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它们发生了某种事件（如进程终止时要通知父进程）
进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如调试进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变

往往需要多个进程协同，共同完成一些事情

2.是什么

一个进程把自己的数据，能够交给另一个进程。

3.怎么办？？

a.一般规律

进程间通信的本质：先让不同的进程，看到同一份资源（一般都是要由OS提供）

交换数据的空间（内存）
不能由通信双方任何一个提供！

b.具体做法

OS提供的空间有不同的样式，就决定了有不同的通信方式

管道（匿名，和命名）：基于文件的，让不同进程看到同一份资源的通信方式，叫做管道！管道只能被设计成为单向通信
共享内存
消息队列
信号量

2.管道

管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用（通常是一个父进程和它的子进程）。管道的实质是一个内核缓冲区，进程以先进先出（FIFO）的方式从缓冲区存取数据：管道一端的进程顺序地将进程数据写入缓冲区，另一端的进程则顺序地读取数据。

匿名管道：可以（只能）进行具有血缘关系的进程，进行进程间通信

代码测试如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
void writer(int wfd)
{const char* str="hello father,I am child";char buffer[128];int cnt=0;pid_t pid=getpid();while(1){snprintf(buffer,sizeof(buffer),"message:%s,pid:%d,count:%d",str,pid,cnt);write(wfd,buffer,strlen(buffer));cnt++;sleep(1);}
}
void reader(int rfd)
{char buffer[1024];while(1){ssize_t n=read(rfd,buffer,sizeof(buffer)-1);(void)n;printf("father get a message %s",buffer);}
}
int main()
{int pipefd[2];int n=pipe(pipefd);if(n<0) return 1;printf("pipefd[0]:%d,pipefd[1]:%d\n",pipefd[0],pipefd[1]);//3,4pid_t id=fork();if(id==0){//child:rclose(pipefd[0]);writer(pipefd[1]);exit(0);}//father:wclose(pipefd[1]);reader(pipefd[0]);wait(NULL);
}

a.4种情况

管道内部没有数据&&子进程不关闭自己的写端文件fd，读端（父）就要阻塞等待，直到pipe有数据
管道内部被写满&&父进程（读端）不关闭自己的fd，写端（子）写满之后，就要阻塞等待
对于写端而言：不写了&&关闭了pipe，读端会将pipe中的数据读完，最后就会读到返回值为0，表示读结束，类似读到了文件的结尾
读端不读&&关闭，写端在写，OS会直接终止写入的进程（子进程），通过信号13）SIGPIPE 信号杀掉进程