linux管道实质是什么,Linux系统编程—有名管道

约定不等于承诺〃 2023-01-22 03:55 35阅读 0赞

▋\*\*\*\*1. 管道的概念

管道，又名「无名管理」，或「匿名管道」，管道是一种非常基本，也是使用非常频繁的IPC方式。

1.1 管道本质

管道的本质也是一种文件，不过是伪文件，实际上是一块内核缓冲区，大小4K；

管道创建以后会产生两个文件描述符，一个是读端，另一个是写端；

管道里的数据只能从写端被写入，从读端被读出；

1.2 管道原理

管道是内核的一块缓冲区，更具体一些，是一个环形队列。数据从队列的一端写入数据，另一端读出，如下图示：

![AAffA0nNPuCLAAAAAElFTkSuQmCC][]

1.3 管道的优点

简单

1.4 管道的缺点

只能单向通信，如果需要双向通信则需要建立两个管道；

只能应用于具有血缘关系的进程，如父子进程；

缓冲区大小受限，通常为1页，即4k；

▋\*\*\*\*2. 管道的创建

管道创建三步曲：

a. 父进程调用pipe函数创建管道；

b. 父进程调用fork函数创建子进程；

c. 父进程关闭fd\[0\]，子进程关闭fd\[1\]；

具体如下图所示：

![AAffA0nNPuCLAAAAAElFTkSuQmCC][]

▋\*\*\*\*3. 管道的读写行为

a. 管道的缓冲区大小固定为4k，所以如果管道内数据已经写满，则无法再写入数据，进程的write调用将阻塞，直到有足够的空间再写入数据；

b. 管道的读动作比写动作要快，数据一旦被读走了，管道将释放相应的空间，以便后续数据的写入。当所有的数据都读完之后，进程的read()调用将阻塞，直到有数据再次写入。

▋\*\*\*\*4. 例程

父子间通信：

1\#include

2\#include

3\#include

4\#include

6int main()

7\{

8 int fd\[2\];

9 pid\_t pid;

10 char buf\[1024\];

11 char \*data = "hello world!";

13 /\* 创建管道 \*/

14 if (pipe(fd) == -1) \{

15 printf("ERROR: pipe create failed!\\n");

16 return -1;

17 \}

19 pid = fork();

20 if (pid == 0) \{

21 /\* 子进程 \*/

22 close(fd\[1\]); // 子进程读取数据，关闭写端

23 read(fd\[0\], buf, sizeof(buf)); // 从管道读数据

24 printf("child process read: %s\\n", buf);

25 close(fd\[0\]);

26 \} else if (pid > 0) \{

27 /\* 父进程 \*/

28 close(fd\[0\]); //父进程写数据，关闭读端

29 write(fd\[1\], data, strlen(data)); // 向管道写数据

30 printf("parent process write: %s\\n", data);

31 close(fd\[1\]);

32 \}

34 return 0;

35\}

兄弟间通信：

1\#include

2\#include

3\#include

4\#include

5\#include

7int main ()

8\{

9 int fd\[2\];

10 int i = 0;

11 pid\_t pid;

12 char buf\[1024\];

13 char \*data = "hello world!";

15 /\* 创建管道 \*/

16 if (pipe(fd) == -1) \{

17 printf("ERROR: pipe create failed!\\n");

18 return -1;

19 \}

21 for (i = 0; i < 2; i++) \{

22 pid = fork();

23 if (pid == -1) \{

24 printf("ERROR: fork error!\\n");

25 return -1;

26 \} else if (pid == 0) \{

27 break;

28 \}

29 \}

31 /\* 通过i来判断创建的子进程及父进程 \*/

32 if (i == 0) \{

33 /\* 第一个子进程，兄进程 \*/

34 close(fd\[0\]); // 兄进程向弟进程写数据，关闭读端

35 write(fd\[1\], data, strlen(data));

36 printf("elder brother send: %s\\n", data);

37 close(fd\[1\]);

38 \} else if (i == 1) \{

39 /\* 第二个子进程，弟进程 \*/

40 close(fd\[1\]);

41 read(fd\[0\], buf, sizeof(buf));

42 printf("younger brother receive: %s\\n", buf);

43 close(fd\[0\]);

44 \} else \{

45 /\* 父进程 \*/

46 close(fd\[0\]);

47 close(fd\[1\]);

48 for (i = 0; i < 2; i++) \{

49 wait(NULL);

50 \}

51 \}

53 return 0;

54\}

[AAffA0nNPuCLAAAAAElFTkSuQmCC]:

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