管道通信
一、通讯目的
1、数据传输
一个进程需要将数据发送给另一个进程。
2、资源共享
多个进程之间共享同样的资源。
3、通知事件
一个进程需要向另一个/组进程发送消息，通知它们发生了某事件。
4、进程控制
有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有操作，并能够及时知道它的状态改变。
二、通讯发展
Linux进程间通信（IPC：interprocesscommunication）由以下几部分发展而来：
1、UNIX进程间通信
2、基于System V进程间通信
3、POSIX进程间通信
POSIX(Portable Operating System Interface)表示可移植操作系统接口。电气和电子工程师协会IEEE最初开发POSIX 标准，是为了提高UNIX 环境下应用程序的可移植性。然而，POSIX 并不局限于UNIX，许多其它的操作系统，例如Microsoft Windows都支持POSIX 标准。
三、通讯方式
Linux进程间通讯的主要方式有：
1、无名管道（pipe）
2、有名管道（FIFO）
3、信号（signal）
4、消息队列
5、共享内存
6、信号量
7、套接字（socket）
四、管道通信
一个进程在管道的尾部写入数据，另一个进程从管道的头部读出数据。管道包括无名管道和有名管道两种，前者只能用于父进程和子进程间的通信，后者可用于运行于同一系统中的任意两个进程间的通信。
管道通信特点：
1.管道通讯是单向的，有固定的读端和写端。
2.数据被进程从管道读出后，在管道中该数据就不存在了。
3.当进程去读取空管道的时候，进程会阻塞。
4.当进程往满管道写入数据时，进程会阻塞。
5.管道容量为64KB（#definePIPE_BUFFERS16 include/linux/pipe_fs_i.h）
在Linux系统中，无名管道一旦创建完成后，操作无名管道等同于操作文件。无名管道的读端被视作一个文件；无名管道的写端也被视作一个文件。
五、无名管道函数学习pipe
5.1 函数原形
int pipe(int pipefd[2]);
5.2函数功能
创建无名管道
5.3 所属头文件
<unistd.h>
5.4 返回值
成功：返回 0
失败：返回-1
5.5 参数说明
pipefd[2]返回两个文件描述符，两个元素分别指向两端
pipefd[0]：指向管道读端
pipefd[1]：指向管道写端
六、有名管道
有名管道又称为FIFO文件，因此我们对有名管道的操作可以采用操作文件的方法，如使用open,read,write等.
6.1FIFO文件对比普通文件
FIFO文件在使用上和普通文件有相似之处，但是也有不同之处：
1.读取Fifo文件的进程只能以”RDONLY”方式打开fifo文件。
2.写Fifo文件的进程只能以”WRONLY”方式打开fifo文件。
3.Fifo文件里面的内容被读取后，就消失了。但是普通文件里面的内容读取后还存在。
当执行写fifo文件后则进程一直处于阻塞状态直到有进程去读取管道中的文件
6.2 创建有名管道
6.2.1 函数名
mkfifo
6.2.2 函数原形
int mkfifo(const char* pathname,mode_t mode);
6.2.3 函数功能
创建fifo文件（有名管道）
6.2.4 所属头文件
<sys/types.h> <sys/stat.h>
6.2.5 返回值
成功：返回 0
失败：返回-1
6.2.6 参数说明
pathname:要创建的fifo文件的名字（包含路径）
mode:标明白创建fifo文件访问权限
6.3 删除有名管道
6.3.1 函数名
unlink
6.3.2 函数原形
int unlink(const char* pathname);
6.3.3 函数功能
删除文件，包含fifo文件
6.3.4 所属头文件
<unistd.h>
6.3.5 返回值
成功：返回0
失败：返回-1
6.3.6 参数说明
指定要删除文件的名称（包含路径）
编辑write.c
#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<string.h> #include<fcntl.h> char *path ="myfifo"; int main() { int fd; int res; char *str = "hello world"; res = mkfifo(path,0766); //创建管道名为myfifo的文件 if(res != 0) //创建成功在函数返回的是0，失败为-1 { printf("function nkfifo() calls failed."); } fd = open(path,O_WRONLY); //打开管道文件 if(fd == -1) { printf("function open() calls failed."); return -1; } while(1) //循环向管道写数据 { res = write(fd,str,strlen(str)); //向管道文件里面写入内容 if(res == -1) { printf("function write() calls failed."); } } printf("write ok. "); close(fd); //关闭文件 return 0; }
gcc write.c -o write 进行编译
./write运行
编辑read.c
#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<string.h> #include<fcntl.h> int main() { int fd; int res; char buf[4096]; memset(buf,' ',4096); fd = open("myfifo",O_RDONLY); //open fifo file if(fd == -1) { printf("function open() calls failed."); return -1; } printf("This proceeding id=%d, fd=%d ",getpid(),fd); while(1) //循环接受数据 { read(fd,buf,sizeof(buf)); //read fifo into buffer, This is a blocking method printf("read : buf=%s ",buf); } close(fd); return 0; }
gcc read.c -o read
./read 进行运行
因为管道文件是特殊的文件，因此任何时候管道文件里面都是空的，实际上管道通信是通过内存交互的。