Linux进程间通信(1):管道

2019-07-12 22:47发布

接上一篇的内容——Linux任务、进程和线程 参考书籍:《从实践中学嵌入式linux应用程序开发》(华清远见嵌入式学院) 资料下载:http://download.csdn.net/detail/klcf0220/5332477 参考链接:http://www.cnblogs.com/zhouyinhui/archive/2010/10/13/1849203.html http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/part1/   Linux进程间通信: 478495_1330571209jo3k.png 1、同主机进程间数据交互机制:无名管道(PIPE)、有名管道(FIFO)、消息队列(Message Queue)和共享内存(Share Memory)。
2、同主机进程间同步机制:信号量(semaphore)。
3、同主机进程间异步机制:信号(Signal)。
4、网络主机间数据交互机制:套接字(Socket)   无名管道(pipe): 首先是 int pipe(int f[2]) 这个函数,其需要头文件,这个函数将创建一个未命名管道,并将管道的读端描述字包含在f[0]中,将写端描述字放在f[1]中,然后你就可以像利用普通文件描述字一样来读写数据了。
再次是int close(int fd) 函数, 其需要头文件,其用于关闭指定的文件描述字。
最后是write和read函数, 其需要头文件,用于读写数据。 无名管道的特点:
    1、管道是半双工的,数据只能向一个方向流动,具有固定的读端和写端;需要双方通信时,需要建立起两个管道;
    2、只能用于父子进程或者兄弟进程之间(具有亲缘关系的进程);
    3、单独构成一种独立的文件系统:管道对于管道两端的进程而言,就是一个文件,但它不是普通的文件,它不属于某种文件系统,而是单独构成一种文件系统,并且只存在与内存中。
    4、数据的读出和写入:一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾,并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。 管道读写注意点:
  1. 只有在管道的读端存在时,向管道写入数据才有意义。否则向管道写入数据的进程将收到内核传来的SIGPIPE信号(通常为Broken pipe错误);
  2. 向管道写入数据时,Linux将不保证写入的原子性,管道缓冲区一有空闲区域,写进程就会试图向管道写入数据。如果读进程不读取管道缓冲区中的数据,那么写操作将会一直阻塞;
  3. 父子进程在运行时,它们的先后顺序并不能保证。
/*pipe.c*/ #include #include #include <string.h> #include #define BUFF_SZ 256 int main() { printf("app start... "); pid_t pid; int pipe_fd[2]; char buf[BUFF_SZ]; const char data[] = "hi, this is the test data"; int bytes_read; int bytes_write; //clear buffer, all bytes as 0 memset(buf, 0, sizeof(buf)); //creat pipe if(pipe(pipe_fd) < 0)//创建管道 { printf("[ERROR] can not create pipe "); exit(1); } //fork an new process if(0 == (pid=fork()))//创建一个子进程 { //close the write-point of pipe in child process close(pipe_fd[1]); //read bytes from read-point of pipe in child process if((bytes_read = read(pipe_fd[0], buf, BUFF_SZ)) > 0)//子进程读取管道内容 { printf("%d bytes read from pipe : '%s' ", bytes_read, buf); } //close read-point of pipe in child process close(pipe_fd[0]);//关闭子进程读描述符 exit(0); } //close read-point of pipe in parent process close(pipe_fd[0]); //write bytes to write-point of pipe in parent process if((bytes_write = write(pipe_fd[1], data, strlen(data)))) { printf("%d bytes wrote to pipe : '%s' ", bytes_write, data); } //close write-point of pipe in parent process close(pipe_fd[1]); //wait child process exit waitpid(pid, NULL, 0);//收集子进程退出信息 printf("app end "); return 0; } 标准流管道: 标准流管道完成的工作:
  1. 创建一个管道;
  2. fork()一个子进程;
  3. 在父子进程中关闭不需要的文件描述符;
  4. 执行exec()函数族调用;
  5. 执行函数中所调用的指令。
使用实例: /*standard_pipe.c*/ #include #include #include #include #define BUFSIZE 1024 int main() { FILE *fd; char *cmd = "ps -ef"; char buf[BUFSIZE]; if((fd=popen(cmd,"r"))==NULL)//调用popen函数执行相应的命令 { printf("popen fail "); exit(1); } while((fgets(buf,BUFSIZE,fd)) != NULL) { printf("%s",buf); } pclose(fd);//关闭流管道 exit(0); } 有名管道(FIFO):
  1. 它可以使不相关的两个进程实现彼此通信;
  2. 该管道可以通过路径名来指出,并且在文件系统中是可见的。在建立了管道之后,两个进程就可以把它当作普通文件一样进行读写操作,使用非常方便;
  3. FIFO严格地遵循先进先出规则,对管道及FIFO的读总是从开始处返回数据,对它们的写则是把数据添加到末尾,它们不支持如 lseek() 等文件操作。
函数 int mkfifo (char* path, mode_t mode) 负责创建FIFO管道,其需要头文件,参数path即要创建的管道文件存放位置,mode参数即文件权限。
更多的参考:http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/mkfifo.html。     FIFO管道创建完成以后,便可以使用open函数来打开它,然后进行读写操作了。 /*fifo_write.c*/ #include #include #include <string.h> #include #include #include #include #include #define BUFFER_SIZE PIPE_BUF
#define FIFO_NAME "/tmp/my_fifo"
int main() { int pipe_fd; //if the pipe file do not exist if (access(FIFO_NAME, F_OK) == -1) { //creat FIFO pipe file mkfifo(FIFO_NAME, 0777); } //open FIFO pipe file. pipe_fd = open(FIFO_NAME, O_WRONLY); //write data into pipe write(pipe_fd, "hi, this is a test", PIPE_BUF); //close FIFO pipe file descriptor close(pipe_fd); return 0; } /*fifo_read.c*/ #include #include #include <string.h> #include #include #include #include #include #define FIFO_NAME "/tmp/my_fifo" #define BUFFER_SIZE PIPE_BUF int main() { int pipe_fd; char buffer[BUFFER_SIZE + 1]; //reset all bytes in buffer as '