进程间的通讯--管道（有名、无名）

本文主要是介绍进程间的通讯--管道（有名、无名），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

进程间的通讯–管道（有名、无名）

管道pipe：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。（无名管道）

【命名管道FIFO：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。】

管道

1、特点：

它是半双工的（即数据只能在一个方向上流动），具有固定的读端和写端。
它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（也是父子进程或者兄弟进程之间）无名管道只适用于父子进程间通信，有名管道可以再任何进程之间通讯
它可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写也可以使用普通的read、write 等函数。但是它不是普通的文件，并不属于其他任何文件系统，并且只存在于内存中。
管道分为pipe（无名管道）和fifo（命名管道）两种，除了建立、打开、删除的方式不同外，这两种管道几乎是一样的。他们都是通过内核缓冲区实现数据传输。

pipe用于父进程和子进程之间的通讯，它通过pipe()系统调用来创建并打开，当最后一个使用它的进程关闭对他的引用时，pipe将自动撤销。

FIFO即命名管道，在磁盘上有对应的节点，但没有数据块——换言之，只是拥有一个名字和相应的访问权限，通过mknode()系统调用或者mkfifo()函数来建立的。一旦建立，任何进程都可以通过文件名将其打开和进行读写，而不局限于父子进程，当然前提是进程对FIFO有适当的访问权。当不再被进程使用时，FIFO在内存中释放，但磁盘节点仍然存在。

管道的实质是一个内核缓冲区，进程以先进先出的方式从缓冲区存取数据：管道一端的进程顺序地将进程数据写入缓冲区，另一端的进程则顺序地读取数据，该缓冲区可以看做一个循环队列，读和写的位置都是自动增加的，一个数据只能被读一次，读出以后再缓冲区都不复存在了。当缓冲区读空或者写满时，有一定的规则控制相应的读进程或写进程是否进入等待队列，当空的缓冲区有新数据写入或慢的缓冲区有数据读出时，就唤醒等待队列中的进程继续读写。

在这里插入图片描述
无名管道： 父进程创建管道，并在管道中写入数据，而子进程从管道读出数据

仅仅适用于具有亲缘关系(如父子进程)的进程间通信，因为匿名管道无法被其他进程找到，也就无法通信，所以只能通过子进程复制父进程的方法，让子进程能够访问到相同的管道来实现通信。(管道的操作：io操作------文件描述符)

特点：

  1、使用条件：只能用于具有亲缘关系（父子进程，兄弟进程等）的进程之间的通信2、通信模式：半双工模式，fd[0]作为读端，fd[1]作为写端3、读写方式：对于它的读写采用文件IO（不支持lseek函数）4、读操作会阻塞（等待）：在管道中无数据情况下。写操作会阻塞（等待）：当管道被写满时，无名管道的大小为64K如果所有管道写入端关闭，read读完所有数据之后返回0；如果所有管道读取端关闭，write将触发异常，操作系统此时会发送SIGPIPE信号，通知我们读取端都被关闭了。(这个信号会导致write端进程退出)。 5、管道破裂：管道读端关闭，再向管道中写数据时。

注意：接口：pipe（int fd[2]），其中fd[1]用于读，fd[2]用于写。创建匿名管道必须在创建子进程之前，否则子进程将无法复制。
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有名管道：
和无名管道的主要区别在于，命名管道有一个名字，命名管道的名字对应于一个磁盘索引节点，有了这个文件名，任何进程有相应的权限都可以对它进行访问。

- 创建：mkfifo- 读写特性：与匿名管道相同。- 匿名管道是已经直接打开了，pipe接口直接返回的文件描述符，命名管道创建之后并不会直接打开，需要我们用户自己open打开来进行后续操作。- 如果没有一方以写的方式打开，那么以读的方式打开时就会阻塞；- 如果没有一方以读的方式打开，那么以写的方式打开时就会阻塞。-  如果以读写方式打开，则不会阻塞

注意：FIFO不同于无名管道之处在于它提供了一个路径名与之关联，以FIFO的文件形式存在于文件系统中，这样，即使与FIFO的创建进程不存在亲缘关系的进程，只要可以访问该路径，就能够彼此通过FIFO相互通信，因此，通过FIFO不相关的进程也能交换数据。值的注意的是，FIFO严格遵循先进先出(first in first out),对管道及FIFO的读总是从开始处返回数据，对它们的写则把数据添加到末尾。它们不支持诸如lseek()等文件定位操作。
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mainA.c 读端：

mainB.c 写端：

执行结果：