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Linux系统管道和有名管道的通信机制解析

2017-11-07 | rar | 0.3 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

Linux 进程间通信的几种主要手段。其中管道和有名管道是最早的进程间通信机制之一,管道可用于具有亲缘关系进程间的通信,有名管道克服了管道没有名字的限制,因此,除具有管道所具有的功能外,它还允许无亲缘关系进程间的通信。 认清管道和有名管道的读写规则是在程序中应用它们的关键,本文在详细讨论了管道和有名管道的通信机制的基础上,用实例对其读写规则进行了程序验证,这样做有利于增强读者对读写规则的感性认识,同时也提供了应用范例。
  管道概述及相关API应用
  管道相关的关键概念
  管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一,具有以下特点:
  管道是半双工的,数据只能向一个方向流动;需要双方通信时,需要建立起两个管道;
  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);
  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,而是自立门户,单独构成一种文件系统,并且只存在与内存中。
  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。
  管道的创建:
  #include int pipe(int fd[2])
  该函数创建的管道的两端处于一个进程中间,在实际应用中没有太大意义,因此,一个进程在由pipe()创建管道后,一般再fork一个子进程,然后通过管道实现父子进程间的通信(因此也不难推出,只要两个进程中存在亲缘关系,这里的亲缘关系指的是具有共同的祖先,都可以采用管道方式来进行通信)。
  管道的读写规则:

  从管道中读取数据:如果管道的写端不存在,则认为已经读到了数据的末尾,读函数返回的读出字节数为0;当管道的写端存在时,如果请求的字节数目大于PIPE_BUF,则返回管道中现有的数据字节数,如果请求的字节数目不大于PIPE_BUF,则返回管道中现有数据字节数(此时,管道中数据量小于请求的数据量);或者返回请求的字节数(此时,管道中数据量不小于请求的数据量)。注:(PIPE_BUF在include/Linux/limits.h中定义,不同的内核版本可能会有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF至少为512字节,red hat 7.2中为4096)。
  关于管道的读规则验证:
  * readtest.c *
  #include
  #include
  #include
  main()
  {
  int pipe_fd[2];
  pid_t pid;
  char r_buf[100];
  char w_buf[4];
  char* p_wbuf;
  int r_num;
  int cmd;
  memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));
  memset(w_buf,0,sizeof(r_buf));
  p_wbuf=w_buf;
  if(pipe(pipe_fd)《0)
  {
  printf(“pipe create errorn”);
  return -1;
  }
  if((pid=fork())==0)
  {
  printf(“n”);
  close(pipe_fd[1]);
  sleep(3);//确保父进程关闭写端
  r_num=read(pipe_fd[0],r_buf,100);
  printf( “read num is %d the data read from the pipe is %dn”,r_num,atoi(r_buf));
  close(pipe_fd[0]);
  exit();
  }
  else if(pid》0)
  {
  close(pipe_fd[0]);//read
  strcpy(w_buf,“111”);
  if(write(pipe_fd[1],w_buf,4)!=-1)
  printf(“parent write overn”);
  close(pipe_fd[1]);//write
  printf(“parent close fd[1] overn”);
  sleep(10);
  }
  }
  程序输出结果:
  * parent write over
  * parent close fd[1] over
  * read num is 4 the data read from the pipe is 111
  附加结论:管道写端关闭后,写入的数据将一直存在,直到读出为止。
 
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