Linux -- 程序間通訊之管道
管道是Linux裡的一種檔案型別,同時也是Linux系統下程序間通訊的一種方式
建立一個管道檔案有兩種方式:
1. Shell 下命令 mkfifo + filename,即建立一個有名管道
2. C語言裡呼叫 pipe( ) 函式,建立一個無名管道
有名管道 / 無名管道
區別:
1. 有名管道在程式外部使用 mkfifo 命令生成,無名管道在程式內部呼叫 pipe( ) 函式建立;
2. 顧名思義,有名管道有檔名,無名管道沒有檔名;
3. 有名管道生成後直到刪除都存在,無名管道在程式退出時則生命週期結束;
4. 有名管道可以在任意兩個程序間傳輸資料,無名管道只能在父子程序間傳輸資料;
*有名/無名管道都是半雙工
(只能從一端向另一端傳送資料,輸入端與輸出端在開啟管道時是固定的)
管道檔案的特性:
1. 開啟管道必須有兩端(兩個程序)同時開啟一個管道,分別為讀(r)和寫(w);讀取端負責從管道中讀取資料,寫入端負責向管道中輸入資料;
2. 當讀端關閉,寫端會收到訊號,終止程式;當寫端關閉,讀端不再進入阻塞;
3. 管道檔案的大小始終為0,開啟管道檔案時,在記憶體中為其分配空間,管道關閉後資料消失;Linux預設PIPE_SIZE(一個管道最大儲存大小)為64k,PIPE_BUF(管道緩衝區)為4k;當對管道進行 write 操作時,若此時有多個程序同時寫入一個管道,且寫入的位元組大小超過PIPE_BUF,則寫操作的資料有可能相互穿插。
管道檔案的記憶體空間有兩個指標 head / tail ,head指標隨讀取資料向後移動,tail指標隨寫入資料向後移動,當指標到檔案尾時,會造成讀阻塞 (讀取結束)/ 寫阻塞(空間已滿)
*注意*
當我們呼叫 pipe( ) 建立無名管道後 fork( ) 以實現父子程序間通訊,此時 pipe( ) 生成的兩個 r / w 描述符引用都會加一,在父子程序中同時存在 r / w 兩個描述符,此時應當在父子程序中分別 close 不用的描述符,使 r / w 端只存在一個引用,這樣父子程序間通訊時可以正常讀寫響應。
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> int main() { char buff[128] = {0}; pid_t pid; int pipefd[2]; pipe(pipefd); // creat & open a fifo file pid = fork(); if(pid == -1) { printf("fork error\n"); exit(0); } else if(pid == 0) // chid process { close(pipefd[1]); // close 'w' if( read(pipefd[0],buff,128) <= 0) { printf("read error\n"); exit(0); } printf("child : %s\n",buff); } else // parent process { close(pipefd[0]); // close 'r' fd printf("input: "); fflush(stdout); gets(buff); if( write(pipefd[1],buff,127) <= 0) { printf("write error\n"); exit(0); } } close(pipefd[0]); close(pipefd[1]); exit(0); }
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