Linux下程序間通訊方式 管道

2021-07-28 01:14:04 字數 2274 閱讀 4216

管道（pipe）：是⼀一種最基本的ipc機制,由pipe函式建立

#include 


int pipe(int filedes[2]);
呼叫pipe函式時在核心中開闢一塊緩衝區(稱為管道)用於通訊,它有乙個讀端乙個寫端,然後通過filedes引數傳出給使用者程式兩個檔案描符,filedes[0]指向管道的讀端,filedes[1]指向管道的寫端(很好記,就像0是標準輸⼊入1是標準輸出一樣)。所以管道在⽤使用者程式看起來就像乙個開啟的檔案,通過read(filedes[0]);或者write(filedes[1]);向這個檔案讀寫資料其實是在讀寫核心緩衝區。pipe函式呼叫成功返回0,呼叫失敗返回-1。

開闢了管道後按下面步驟進行通訊：

1.父程序呼叫pipe開闢管道,得到兩個檔案描述符指向管道的兩端。

2.父程序呼叫fork建立子程序,那麼子程序也有兩個檔案描述符指向同一管道。

3.父程序關閉管道讀端,子程序關閉管道寫端。父程序可以往管道裡寫,子程序可以從管道裡讀,管道是用環形佇列實現的,資料從寫端流入從讀端流出,這樣就實現了程序間通訊。

測試管道容量演示**：

#include 


#include 


#include 


#include 


int main() 


//管道容量的計算 


pipe_size = fpathconf(p[0], _pc_pipe_buf); 


printf("maximum size of write to pipe: %d bytes\n", pipe_size);


}
結果如下：

[snow@localhost pipe]$ ./pipe

maximum size of write to pipe: 4096 bytes

說明我當前的作業系統中管道最多可以寫入4096位元組的內容。

管道的實現機制：

管道是由核心管理的乙個緩衝區，相當於我們放入記憶體中的乙個紙條。管道的一端連線乙個程序的輸出。這個程序會向管道中放入資訊。管道的另一端連線乙個程序的輸入，這個程序取出被放入管道的資訊。乙個緩衝區不需要很大，它被設計成為環形的資料結構，以便管道可以被迴圈利用。當管道中沒有資訊的話，從管道中讀取的程序會等待，直到另一端的程序放入資訊。當管道被放滿資訊的時候，嘗試放入資訊的程序會等待，直到另一端的程序取出資訊。當兩個程序都終結的時候，管道也自動消失。

以上所講的管道都沒有名字，這是它的不足之處，所有其只能用於具有親緣關係的程序間通訊。而在命名管道（named pipe或fifo）提出後，該限制得到了克服。

命名管道（fifo）：命名管道是一種特殊型別的檔案，它在系統中以檔案形式存在。這樣克服了管道的弊端，他可以允許沒有親緣關係的程序間通訊。

linux下有兩種⽅方式建立命名管道：

一是在shell下互動地建立乙個命名管道，shell方式下可使用mknod或mkfifo命令；

mknod namedpipe
二是在程式中使用系統函式建立命名管道，建立命名管道的系統函式有兩個：mknod和mkfifo。兩個函式均定義在標頭檔案sys/stat.h，

函式原型如下：

#include 


#include 


int mknod(const


char *path,mode_t mod,dev_t dev);


int mkfifo(const


char *path,mode_t mode);
函式mknod引數中path為建立的命名管道的全路徑名：mod為建立的命名管道的模式，指明其訪問許可權；dev為裝置值，該值取決於檔案建立的種類，它只在建立裝置檔案時才會用到。這兩個函式呼叫成功都返回0，失敗都返回－1。

命名管道建立後就可以使用了，命名管道和管道的使用方法基本是相同的。只是使用命名管道時，必須先呼叫open()將其開啟。因為命名管道是乙個存在於硬碟上的檔案，而管道是存在於記憶體中的特殊檔案。需要注意的是，呼叫open()開啟命名管道的程序可能會被阻塞。但如果同時用讀寫方式（o_rdwr）開啟，則一定不會導致阻塞；如果以唯讀方式（o_rdonly）開啟，則呼叫open()函式的程序將會被阻塞直到有寫方開啟管道；同樣以寫方式（o_wronly）開啟也會阻塞直到有讀方式開啟管道。

管道和命名管道的區別：

管道，只能用於具有親緣關係的程序間通訊；

命名管道fifo，不同於管道之處在於它提供乙個路徑名與之關聯，以fifo的檔案形式儲存於檔案系統中，程序與建立fifo的程序不存在親緣關係，只要可以訪問該路徑，就能夠通過fifo相互通訊。

Linux下程序間通訊方式 pipe（管道）

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