进程间通信的基本概念

为了完成进程间通信，需要创建管道。管道并非属于进程的资源，而是像套接字一样，属于操作系统。

#include <unistd.h>
/* 
 * @params
 *   filedes[0]: 通过管道接收数据时使用的文件描述符
 *   filedes[1]: 通过管道传输数据时使用的文件描述符
 */
int pipe(int filedes[2]);    // 成功时返回0，失败时返回-1

用这个函数可以实现父子进程的单向、双向通信：

# gcc pipe1.c -o pipe1
# ./pipe1 
Who are you?
# gcc pipe2.c -o pipe2
# ./pipe2
Parent proc output: Who are you?
Child proc output: Thanks you for your message.

但使用一个管道进行双向通讯要注意数据的取用顺序，因为数据一旦写入管道就是无主的。如果上例中子进程调用read函数的时机早于父进程，就会把自己写入的数据又读回来，导致父进程阻塞在read函数：

# gcc pipe4.c -o pipe4
# ./pipe4
Child proc output: Who are you?

因此通常创建两个管道来进行双向通信。

# gcc pipe3.c -o pipe3
# ./pipe3
Parent proc output: Who are you?
Child proc output: Thanks you for your message.

运用进程间通信

# gcc echo_storeserv.c -o sserv
# ./sserv 9190
Connected client 1 
Begin exchanging data with client 1 
Client disconnected...
Remove proc id: 25198 
Child send: 0 
Connected client 2 
Begin exchanging data with client 2 
Remove proc id: 25128 
Child send: 0 
Client disconnected...
Remove proc id: 25623 
Child send: 0 
# cat echomsg.txt 
First
Deer
Cute
Bye
Where
Sorry

# gcc echo_client.c -o client
# ./client 127.0.0.1 9190
Connected
Input message (Q to quit): First
Message from server: First
Input message (Q to quit): Deer
Message from server: Deer
Input message (Q to quit): Cute
Message from server: Cute
Input message (Q to quit): Bye
Message from server: Bye
Input message (Q to quit): q
# ./client 127.0.0.1 9190
Connected
Input message (Q to quit): Where
Message from server: Where
Input message (Q to quit): Sorry
Message from server: Sorry
Input message (Q to quit): q

习题

1. 什么是进程间通信？分别从概念和内存的角度进行说明。
   概括性地说，进程间通信是指两个进程之间交换数据。但是从内存的角度看，可以理解为两个进程共有内存。因为共享的内存区域存在，可以进行数据交换。
2. 进程间通信需要特殊的IPC机制，这是由操作系统提供的。进程间通信时为何需要操作系统的帮助？
   要想实现IPC机制，需要共享的内存，但由于两个进程之间不共享内存，因此需要操作系统的帮助。
3. “管道”是典型的IPC技术。关于管道，请回答如下问题。
   a. 管道是进程间交换数据的路径。如何创建此路径？由谁创建？
   为了完成进程间通信，2个进程需同时连接管道。那2个进程如何连接到同一管道？
   管道允许进行2个进程间的双向通信。双向通信中需要注意哪些内容？
   a. 管道是由pipe函数产生的，实际产生管道的主体是操作系统。b. pipe函数通过输入参数返回管道的输入输出文件描述符。这个文件描述符在fork函数中复制到了其子进程，因此，父进程和子进程可以同时访问同一管道。c. 管道并不管理进程间的数据通信。因此，如果数据流入管道，任何进程都可以读取数据。因此，要合理安排共享空间的输入和读取。
4. 编写示例复习IPC技法，使2个进程相互交换3次字符串。当然，这2个进程应具有父子关系，各位可指定任意字符串。

# gcc pipe5.c -o pipe5
# ./pipe5 
Parent proc output: Who are you?
Child proc output: Thanks you for your message.
Parent proc output: Hello
Child proc output: Hi
Parent proc output: Bye-bye
Child proc output: See you

附录

[1] Github