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一丶 无名管道
1. 特点
2. 读写特性
3. 函数接口
二丶有名管道
1.特点:
2.函数接口
3. 读写特性
一丶 无名管道
1. 特点
1. 只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信
2. 半双工的通信模式,具有固定的读端和写端
3. 管道可以看成是一种特殊的文件,对于它的读写可以使用文件IO如read、write函数.
4. 管道是基于文件描述符的通信方式。当一个管道建立时,它会创建两个文件描述符fd[0]和fd[1]。其中fd[0]固定用于读管道,而fd[1]固定用于写管道。
2. 读写特性
1. 当管道中无数据时,读操作会阻塞;
管道中无数据时,将写端关闭,读操作会立即返回
2. 管道中装满(管道大小64K)数据写阻塞,一旦有4k空间,写继续
3. 只有在管道的读端存在时,向管道中写入数据才有意义。否则,会导致管道破裂,向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIGPIPE信号 (通常Broken pipe错误)。Broken pipe:管道破裂
3. 函数接口
int pipe(int fd[2])
功能:创建无名管道
参数:文件描述符 fd[0]:读端 fd[1]:写端
返回值:成功 0
失败 -1
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
char buf[65536] = "";
int fd[2] = {0}; //fd[0]代表读端,fd[1]代表写端
if (pipe(fd) < 0)
{
perror("pipe err");
return -1;
}
printf("%d %d\n", fd[0], fd[1]);
//结构类似队列,先进先出
//1. 当管道中无数据时,读阻塞。
// read(fd[0], buf, 32);
// printf("%s\n", buf);
//但是关闭写端就不一样了
//当管道中有数据关闭写端可以读出数据,无数据时关闭写端读操作会立即返回。
// write(fd[1], "hello", 5);
// close(fd[1]);
// read(fd[0], buf, 32);
// printf("%s\n", buf);
//2. 当管道中写满数据时,写阻塞,管道空间大小为64K
// write(fd[1], buf, 65536);
// printf("full!\n");
//write(fd[1], "a", 1); //当管道写满时不能再继续写了会阻塞
//写满一次之后,当管道中至少有4K空间时(也就是读出4K),才可以继续写,否则阻塞。
// read(fd[0], buf, 4096); //换成4095后面再写就阻塞了,因为不到4K空间
// write(fd[1], "a", 1);
//3. 当读端关闭,往管道中写入数据无意义,会造成管道破裂,进程收到内核发送的SIGPIPE信号。
close(fd[0]);
write(fd[1], "a", 1);
printf("read close\n");
return 0;
}
提示:不需要加同步机制, 因为pipe无数据时读会阻塞。
先创建管道再fork,这样父子进程可以使用同一个无名管道。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
pid_t pid;
char buf[32] = "";
int fd[2];
if (pipe(fd) < 0)
{
perror("pipe err");
return -1;
}
printf("%d %d\n", fd[0], fd[1]);
pid = fork();
if (pid < 0)
{
perror("fork err");
return -1;
}
else if (pid == 0) //循环打印, quit结束
{
while (1)
{
read(fd[0], buf, 32); //读出管道中内容存入buf
if (strcmp(buf, "quit") == 0)
break;
printf("%s\n", buf);//将buf内容打印到终端
}
}
else //循环输入,quit结束
{
while (1)
{
scanf("%s", buf);
write(fd[1], buf, 32); //把输入buf内容写入管道
if (strcmp(buf, "quit") == 0)
break;
}
wait(NULL);
}
return 0;
}
二丶有名管道
1.特点:
1. 有名管道可以使互不相关的两个进程互相通信
2. 有名管道可以通过路径名来指出,并且在文件系统中可见,但内容存放在内存中
3. 进程通过文件IO操作有名管道
4. 有名管道遵循先进先出规则
5. 不支持如lseek() 操作
2.函数接口
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *filename,mode_t mode);
功能:创健有名管道
参数:filename:有名管道文件名
mode:权限
返回值:成功:0 爱no
失败:-1,并设置errno号
示例:
对于这种情况我并不希望它直接return输出,而是我们存在这个文件,我直接就继续向下执行就可以了
解决方案:
补充:
1. 当管道文件存在(报错提示file exists)时的处理方式:
判断errno的值为EEXIST时,只是打印提示语句,if(errno == EEXIST)
2. 注意代码中出现errno,需要添加头文件#include <errno.h>
3. 读写特性
1. 只写方式,写阻塞(阻塞在打开文件的位置),一直到另一个进程把读打开
2. 只读方式,读阻塞(阻塞在打开文件的位置),一直到另一个进程把写打开
3. 可读可写,如果管道中没有数据,读阻塞
练习:两个进程实现通信,一个进程输入字符串,另一个进程打印数据,当输入quit时结束
gcc input.c -o in 输入字符串
gcc output.c -o out 打印数据
./in ./out
有名管道和无名管道的区别:
无名管道 | 有名管道 | |
使用场景 | 只能在亲缘关系进程 | 不相关的任意进程 |
特点 | 有固定的读端和写端 文件IO进行操作 先入先出原则 不支持lseek操作 存放在存储的内核空间 | 在文件系统中存在管道文件 文件IO进行操作 先入先出原则 不支持lseek操作 存放在存储的内核空间 |
操作方式 | 直接进行读写操作 | 先打开管道文件,再读写操作 |
函数 | pipe | mkfifo |