【進程間通信】無名管道實現進程間通信詳解

常見的進程間通信方式

傳統進程間通信方式

• 無名管道（pipe）
• 有名管道（fifo）
• 信號（signal）

System V IPC 對象

• 共享內存（share memory）
• 消息隊列(message queue)
• 信號燈（semaphore）

System V IPC 對象

• 套接字（socket）
  
  特點：
• 只能用於具有血緣關係的進程間通信
• 半雙工的通信模式，有固定的讀端和寫端fd[0]爲讀端 fd[1]爲寫端，fd爲整形數組最小有兩個元素
• 管道是一種特殊的文件，纔在於內存中，在文件系統中不可見，可以用文件io函數來讀寫操作。如write（寫）、read（讀）。

無名管道的創建

父子進程間通信

/*************************************************************************
    > 功能:利用無名管道實現兩個具有血緣關係的進程通信
 ************************************************************************/
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    int fd[2];
    int rd;
    int wr;
    char buf[1024]={0};
//創建無名管道
    int ret=pipe(fd);
    if(ret<0)
    {
        perror("pipe error");
        exit(-1);
    }
//創建子進程
   pid= fork();
    if(pid<0)
    {
        perror("fork error");
        exit(-2);
    }
//子進程讀 /關閉寫端close fd[1]
    if(pid==0)
    {
        close (fd[1]);
        if((rd=read(fd[0],buf,sizeof(buf))) > 0)
        {
            printf("無名管道讀到的東西是%s\n",buf);
        }
        close(fd[0]);
    exit(0);
    }
//父進程寫 /關閉讀端 close fd[0]
    if(pid>0)
    {
        memset(buf,0,sizeof(buf));
        gets(buf);
        close(fd[0]);
        if( (wr=write(fd[1],buf,sizeof(buf)))>0)
           {
               printf("這次寫進去了%s\n",buf);
               waitpid(pid,NULL,0);
               exit(0);
           }
        close(fd[1]);
    }
    exit(0);
}

兄弟進程間通信

/*************************************************************************
	> File Name: pipe.c
	> Author: 
    > 功能:利用無名管道實現兩個具有血緣關係的進程通信
	> Created Time: Tue 13 Aug 2019 08:12:22 PM PDT
 ************************************************************************/
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<wait.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    pid_t pid1;
    int fd[2];
    int rd;
    int wr;
    char buf[1024]={0};
//創建無名管道
    int ret=pipe(fd);
    if(ret<0)
    {
        perror("pipe error");
        exit(-1);
    }
//創建子進程
    pid= fork();
    pid1=fork();
    if(pid<0 || pid1<0)
    {
        perror("fork error");
        exit(-1);
    }
//子進程讀 /關閉寫端close fd[1]
    if(pid==0)
    {
        close (fd[1]);
        if((rd=read(fd[0],buf,sizeof(buf))) > 0)
        {
            printf("我是弟弟   ");
            printf("無名管道是%s\n",buf);
        }
        close(fd[0]);
    exit(10);
    }
//子進程1寫 /關閉讀端close fd[0]
    if(pid1==0)
    {
        memset(buf,0,sizeof(buf));
        gets(buf);
        close(fd[0]);
        if( (wr=write(fd[1],buf,sizeof(buf)))>0)
           {
            printf("我是哥哥\n");
           }
        close(fd[1]);
    exit(11);
    }
//父進程
    int status=0;
    int status1=0;
    if(pid>0)
    {
        sleep(1);
        wait(&status);
        printf("進程的退出狀態是%d\n",WEXITSTATUS(status));
        wait(&status1);
        printf("進程1的退出狀態是%d\n",WEXITSTATUS(status1));
    }
    exit(0);
}

無名管道使用需要注意的點

• 無名管道只能用在具有親緣關係的進程間通信
• 是一種半雙工的模式；意思是同一個時刻，只能讀或者寫；
• 只有在管道讀端存在時，寫端纔有意義；
• 管道沒有數據時，讀端會一直阻塞；
• 讀完數據就立馬消失；
• 不能用fseek跳轉；
• 只存在於內存中，在文件系統不可見；
• 遵循先進先出的規則。