本文字數(shù)：687字
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作者
良許
一個熱愛技術(shù)的程序猿
▋1. 管道的概念
管道，又名「無名管理」，或「匿名管道」，管道是一種非?；?，也是使用非常頻繁的IPC方式。
1.1 管道本質(zhì)
管道的本質(zhì)也是一種文件，不過是偽文件，實際上是一塊內(nèi)核緩沖區(qū)，大小4K；
管道創(chuàng)建以后會產(chǎn)生兩個文件描述符，一個是讀端，另一個是寫端；
管道里的數(shù)據(jù)只能從寫端被寫入，從讀端被讀出；
1.2 管道原理
管道是內(nèi)核的一塊緩沖區(qū)，更具體一些，是一個環(huán)形隊列。數(shù)據(jù)從隊列的一端寫入數(shù)據(jù)，另一端讀出，如下圖示：
1.3 管道的優(yōu)點
簡單
1.4 管道的缺點
只能單向通信，如果需要雙向通信則需要建立兩個管道；
只能應用于具有血緣關(guān)系的進程，如父子進程；
緩沖區(qū)大小受限，通常為1頁，即4k；
▋2. 管道的創(chuàng)建
管道創(chuàng)建三步曲：
a. 父進程調(diào)用pipe函數(shù)創(chuàng)建管道；
b. 父進程調(diào)用fork函數(shù)創(chuàng)建子進程；
c. 父進程關(guān)閉fd[0]，子進程關(guān)閉fd[1]；
具體如下圖所示：
▋3. 管道的讀寫行為
a. 管道的緩沖區(qū)大小固定為4k，所以如果管道內(nèi)數(shù)據(jù)已經(jīng)寫滿，則無法再寫入數(shù)據(jù)，進程的write調(diào)用將阻塞，直到有足夠的空間再寫入數(shù)據(jù)；
b. 管道的讀動作比寫動作要快，數(shù)據(jù)一旦被讀走了，管道將釋放相應的空間，以便后續(xù)數(shù)據(jù)的寫入。當所有的數(shù)據(jù)都讀完之后，進程的read()調(diào)用將阻塞，直到有數(shù)據(jù)再次寫入。
▋4. 例程
父子間通信：
1#include
2#include
3#include
4#include
5
6int main()
7{
8 int fd[2];
9 pid_t pid;
10 char buf[1024];
11 char *data = 'hello world!';
12
13 /* 創(chuàng)建管道 */
14 if (pipe(fd) == -1) {
15 printf('ERROR: pipe create failed!\n');
16 return -1;
17 }
18
19 pid = fork();
20 if (pid == 0) {
21 /* 子進程 */
22 close(fd[1]); // 子進程讀取數(shù)據(jù)，關(guān)閉寫端
23 read(fd[0], buf, sizeof(buf)); // 從管道讀數(shù)據(jù)
24 printf('child process read: %s\n', buf);
25 close(fd[0]);
26 } else if (pid > 0) {
27 /* 父進程 */
28 close(fd[0]); //父進程寫數(shù)據(jù)，關(guān)閉讀端
29 write(fd[1], data, strlen(data)); // 向管道寫數(shù)據(jù)
30 printf('parent process write: %s\n', data);
31 close(fd[1]);
32 }
33
34 return 0;
35}
兄弟間通信：
1#include
2#include
3#include
4#include
5#include
6
7int main ()
8{
9 int fd[2];
10 int i = 0;
11 pid_t pid;
12 char buf[1024];
13 char *data = 'hello world!';
14
15 /* 創(chuàng)建管道 */
16 if (pipe(fd) == -1) {
17 printf('ERROR: pipe create failed!\n');
18 return -1;
19 }
20
21 for (i = 0; i <>2; i++) {
22 pid = fork();
23 if (pid == -1) {
24 printf('ERROR: fork error!\n');
25 return -1;
26 } else if (pid == 0) {
27 break;
28 }
29 }
30
31 /* 通過i來判斷創(chuàng)建的子進程及父進程 */
32 if (i == 0) {
33 /* 第一個子進程，兄進程 */
34 close(fd[0]); // 兄進程向弟進程寫數(shù)據(jù)，關(guān)閉讀端
35 write(fd[1], data, strlen(data));
36 printf('elder brother send: %s\n', data);
37 close(fd[1]);
38 } else if (i == 1) {
39 /* 第二個子進程，弟進程 */
40 close(fd[1]);
41 read(fd[0], buf, sizeof(buf));
42 printf('younger brother receive: %s\n', buf);
43 close(fd[0]);
44 } else {
45 /* 父進程 */
46 close(fd[0]);
47 close(fd[1]);
48 for (i = 0; i <>2; i++) {
49 wait(NULL);
50 }
51 }
52
53 return 0;
54}
