进程间通信、无名管道、有名管道

一、进程

1.1 进程间通信的概念

线程通信通过全局变量即可。

进程间通信是相互独立的，但是所有进程都共用一份内核空间，所以进程和进程之间的通信可以通过内核去进行。

1.2 进程间通信方式

共7种:

传统的进程间通信方式：
1. 无名管道
2. 有名管道
3. 信号
systemV版本的IPC进程间通信：
1. 消息队列
2. 共享内存
3. 信号灯集
BSD版本的：
1. socket实现本地通信

1.3 无名管道

1.3.1 无名管道的概念和特性

无名管道在内核中开辟一块内存空间，用于进程间的通信。

无名管道创建之后，回想用户返回两个文件描述符，一个读端文件描述符，一个写端文件描述符。读端文件描述符，用于从管道中读取数据，写端文件描述符，用于向管道中写入数据。

无名管道只能用于亲缘间进程的通信。

无名管道大小是64K。

1.3.2 无名管道的API

#include <unistd.h>
int pipe(int pipedf[2]);
功能：创建一个无名管道
参数：pipefd：保存内核返回的管道的两端pipedf[0]：管道的读端pipedf[1]：管道的写端
返回值：成功返回0，失败返回-1，置位错误码

1.3.3 无名管道运行实例：

#include <my_head.h>int main(int argc,const char *argv[]){int ret = 0;int pipedf[2] = {0};//创建无名管道ret = pipe(pipedf);if(-1 == ret){PRINT_ERR("create pipe error");}//创建子进程ret = fork();if(-1 == ret){PRINT_ERR("fork error");}else if(0 == ret){//子进程，关闭读char send_buf[128] = {0};close(pipedf[0]);while(1){fgets(send_buf,sizeof(send_buf),stdin);send_buf[strlen(send_buf)-1] = '\0';write(pipedf[1],send_buf,strlen(send_buf));if(!strcmp(send_buf,"quit"))break;}close(pipedf[1]);}else{//父进程，关闭写char recv_buf[128] = {0};close(pipedf[1]);while(1){memset(recv_buf,0,sizeof(recv_buf));read(pipedf[0],recv_buf,sizeof(recv_buf));if(!strcmp(recv_buf,"quit"))break;printf("我是父进程，我收到了数据[%s]\n",recv_buf);}close(pipedf[0]);wait(NULL);}return 0;
}

运行结果：

无名管道的读写特点：

如果读端关闭，向管道写数据：

管道破裂，祥管道写入数据的进程会收到管道破裂的信号，这个信号会杀死该进程。

如果独断打开（不读），一直写：

有多少写多少，管道满了之后（管道大小是164K），会在write的地方阻塞

如果写端不存在，读数据：

如果管道中有数据，就读数据，如果没有数据就立即返回。

如果写端存在（不写），读数据，有数据就读数据，没数据就在read的地方阻塞

1.4有名管道

1.4.1 有名管道的特点

有名管道在内核中开辟一块内存空间，用于进程间的通信。

有名管道创建之后，会在文件系统中创建一个管道文件。

两个进程想要进行通信的时候，可以通过open函数1打开管道文件，然后向管道中写入内容，或者读取内容，实现进程间的通信。

这个管道文件本质上是保存在内存上的。

有名管道可以用于任意进程间通信。

有名管道大小为64K。

2.4.2 创建有名管道的API

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode);
功能：创建一个有名管道
参数：pathname：管道文件的路径和名字mode：创建文件的权限（mode & ~umask）
返回值：成功返回0，失败返回-1，置位错误码mkfifo 管道文件名 --- 通过命令创建一个有名管道

1.4.3 有名管道使用示例

mkfifo.c

#include <my_head.h>int main(int argc,const char *argv[]){mkfifo("./fifo",0666);getchar();//system("rm fifo");remove("./fifo");//删除文件return 0;
}

read.c

#include <my_head.h>int main(int argc,const char *argv[]){int fd = 0;//1.打开管道文件，以只读的方式打开fd = open("./fifo",O_RDONLY);if(-1 == fd){PRINT_ERR("open fifo error");}char recv_buf[128] = {0};//2.开始循环读while(1){memset(recv_buf,0,sizeof(recv_buf));read(fd,recv_buf,sizeof(recv_buf));if(!strcmp(recv_buf,"quit"))break;printf("读到了数据[%s]\n",recv_buf);}close(fd);return 0;
}

write.c

#include <my_head.h>int main(int argc,const char *argv[]){int fd = 0;//1.以只读方式打开管道文件fd = open("./fifo",O_WRONLY);if(-1 == fd){PRINT_ERR("open fifo error");}char send_buf[128] = {0};//2.开始循环写 while(1){fgets(send_buf,sizeof(send_buf),stdin);send_buf[strlen(send_buf) - 1] = '\0';write(fd,send_buf,strlen(send_buf));if(!strcmp(send_buf,"quit"))break;}close(fd);return 0;
}