進程通信目的：

（1）數(shù)據傳輸：進程間數(shù)據傳輸；

（2）通知事件：一個進程向另一個或一組進程發(fā)送消息，通知某個事件的發(fā)生（如子進程終止時需通知父進程）；

（3）資源共享：多個進程共享資源，需要內核提供同步互斥機制；

（4）進程控制：某進程需要控制另一個進程的執(zhí)行（如Debug進程），此時控制進程需要攔截另一個進程的所有陷入、異常、狀態(tài)等。

進行通信分類及方式：

無名管道

特點：（1）半雙工。數(shù)據同一時刻只能單向傳輸；

? ? ? ? ? ?（2）數(shù)據從管道一端寫入，另一端讀出；

? ? ? ? ? ?（3）寫入管道的數(shù)據遵循先進先出；

? ? ? ? ? ?（4）管道非普通文件，不屬于某個文件系統(tǒng)，只存在于內存；

? ? ? ? ? ?（5）無名管道只能在具有公共祖先的進程（父子進程、兄弟進程等）之間使用。

（1）pipe函數(shù)：創(chuàng)建無名管道

#include<unistd.h>

int pipe(int pipefd[2]);
/*
功能：
    創(chuàng)建無名管道。
參數(shù)：
    pipefd：int型數(shù)組的首地址，存放了管道文件描述符pipefd[0]、pipefd[1]。
            pipefd[0]用于讀管道，pipefd[1]用于寫管道。
            一般的文件I/O函數(shù)都可用來操作管道（lseek除外）。
返回值：
    成功：0
    失?。?1
*/

pipe示例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>

int test() {
    int fds[2];  // fds[0]用于讀管道，fds[1]用于寫管道
    int ret = -1;

    // 創(chuàng)建一個無名管道
    ret = pipe(fds);
    if (-1 == ret) {
        perror("pipe");
        return 1;
    }

    printf("讀管道的文件描述符：%d, 寫管道的文件描述符：%d\n", fds[0], fds[1]);

    // 關閉文件描述符
    close(fds[0]);
    close(fds[1]);
    return 0;
}

運行結果：

（2）父子進程使用無名管道通信原理：

a）需要在fork之前創(chuàng)建無名管道，然后子進程也有自己的讀寫管道描述符關聯(lián)無名管道；

b）父進程給子進程發(fā)消息：父進程寫管道、子進程讀管道；需要關閉父進程的讀端文件描述符(fds[0])、子進程的寫端文件描述符(fds[1])。 反之類似。

c）管道默認為阻塞，讀不到內容則阻塞等待有內容可讀；可設置為非阻塞。

（3）管道讀寫特性：

case 1：

? ? ? ? a）若寫端打開，管道中無數(shù)據，讀端進程會阻塞；

? ? ? ? b）若寫端打開，管道中有數(shù)據，讀端進程將數(shù)據讀出，下次若無數(shù)據可讀則阻塞；

case 2：

? ? ? ? 若寫端關閉，讀端進程讀取全部內容后，返回0；

case 3：

? ? ? ? 若讀端打開，管道被寫滿，則寫端進程阻塞；

case 4：

? ? ? ? 若讀端關閉，寫端進程收到一個信號，然后退出。

查看管道大小：

（4）父子進程使用無名管道通信示例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>

#define SIZE 64

int main(int argc, const char* argv[]) {

    int ret = -1;
    int fds[2];
    pid_t pid = -1;
    char buf[SIZE];

    // 1. 創(chuàng)建無名管道
    ret = pipe(fds);
    if (-1 == ret) {
        perror("pipe");
        return 1;
    }

    // 2. 創(chuàng)建子進程。需要在創(chuàng)建無名管道之后
    pid = fork();
    if (-1 == pid) {
        perror("fork");
        return 1;
    }

    // 子進程 讀管道
    if (0 == pid) {
        close(fds[1]);  // 關閉寫端

        ret = read(fds[0], buf, SIZE); // 讀管道
        if (ret < 0) {
            perror("read");
            exit(-1);
        }

        printf("子進程讀到的內容：%s\n", buf);

        close(fds[0]);  // 關閉讀端
        exit(0); // 子進程退出
    }

    // 父進程 寫管道
    close(fds[0]); // 關閉讀端

    ret = write(fds[1], "ABCDEFG", 7);  // 寫管道
    if (-1 == ret) {
        perror("write");
        return 1;
    }
    printf("父進程寫了%d字節(jié).\n", ret);
    close(fds[1]);  // 關閉寫端

    return 0;
}

運行結果：

（5）fpathconf函數(shù)：查看管道緩沖區(qū)

#include<unistd.h>

long fpathconf(int fd, int name);
/*
功能：
    通過name查看管道緩沖區(qū)的不同屬性
參數(shù)：
    fd：讀端或寫端文件描述符
    name：
        _PC_PIPE_BUF：查看管道緩沖區(qū)大小
        _PC_NAME_MAX：文件名字節(jié)數(shù)上限
返回值：
    成功：屬性值
    失?。?1
*/

fpathconf示例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>

int main(int argc, const char* argv[]) {

    int fds[2];
    int ret = -1;

    ret = pipe(fds);
    if (-1 == ret) {
        perror("pipe");
        return 1;
    }

    printf("讀端緩沖區(qū)大小：%ld,\n寫端緩沖區(qū)大?。?ld,\n讀端文件名字節(jié)數(shù)上限：%ld,\n寫端文件名字節(jié)數(shù)上限：%ld\n",
        fpathconf(fds[0], _PC_PIPE_BUF), fpathconf(fds[1], _PC_PIPE_BUF),
        fpathconf(fds[0], _PC_NAME_MAX), fpathconf(fds[1], _PC_NAME_MAX));

    return 0;
}

運行結果：

（6）管道讀端緩沖區(qū)設置為非阻塞的方法：

// 獲取讀端緩沖區(qū)原先的狀態(tài)標記flags 
int flags = fcntl(fd[0], F_GETFL); 

// 設置新狀態(tài)標記flags加入非阻塞狀態(tài)
flags |= O_NONBLOCK;

// 給讀端緩沖區(qū)設置新狀態(tài)標記
fcntl(fd[0], F_SETFL, flags);

讀端設置為非阻塞，若無數(shù)據，讀進程直接返回-1.

讀端以非阻塞的方式讀管道示例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/types.h>

#define SIZE 64

int main(int argc, const char* argv[]) {

    int ret = -1;
    int fds[2];
    pid_t pid = -1;
    char buf[SIZE];

    // 1. 創(chuàng)建無名管道
    ret = pipe(fds);
    if (-1 == ret) {
        perror("pipe");
        return 1;
    }

    // 2. 創(chuàng)建子進程。需要在創(chuàng)建無名管道之后
    pid = fork();
    if (-1 == pid) {
        perror("fork");
        return 1;
    }

    // 子進程 讀管道
    if (0 == pid) {
        close(fds[1]);  // 關閉寫端

        /*設置讀端非阻塞*/
        ret = fcntl(fds[0], F_GETFL);  // 獲取讀端緩沖區(qū)狀態(tài)
        ret |= O_NONBLOCK; //將讀端緩沖區(qū)加入非阻塞狀態(tài)
        fcntl(fds[0], F_SETFL, ret); // 將新狀態(tài)設置進入

        ret = read(fds[0], buf, SIZE); // 讀管道
        if (ret < 0) {
            perror("read");
            exit(-1);
        }

        printf("子進程讀到的內容：%s\n", buf);

        close(fds[0]);  // 關閉讀端
        exit(0); // 子進程退出
    }

    // 父進程 寫管道
    sleep(1);
    close(fds[0]); // 關閉讀端

    ret = write(fds[1], "ABCDEFG", 7);  // 寫管道
    if (-1 == ret) {
        perror("write");
        return 1;
    }
    printf("父進程寫了%d字節(jié).\n", ret);
    close(fds[1]);  // 關閉寫端

    return 0;
}

運行結果：

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-423587.html

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