进程间通信(IPC - InterProcess Communication)
通信的方式有很多: 文件, 管道, 信号, 共享内存, 消息队列, 套接字, 命名管道等等;
- 但是由于设计缺陷现在常用的有:
1.管道(简单, 默认匿名管道, 还有有名管道)
2.信号(开销小, 但是如果不是做系统编程一般不用, 因为缺点大于有点, 比如有没有收到无法确认)
3.共享映射区(无血缘关系之间)
4.本地套接字(最稳定)
一、 管道(匿名, pipe)
- 介绍:
本质是内核缓冲区
特点: 两端, 对应读和写; 是一个伪文件, 进程结束, 缓冲区消失
原理: 环形队列实现(取余的算法...)
管道尺寸默认大小 4k (ulimit -a 查看pipe size; 或者函数: long fpathconf(int fd, int name);)
局限: 不能多次访问, 匿名管道只能是有血缘关系的进程间通信(fifo有名管道可以实现无血缘关系间通信) - 创建 int pipe(int fildes[2]);
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, const char* argv[]) {
int fd[2];
int ret = pipe(fd);
if(ret == -1) {
perror("pipe error");
exit(1);
}
printf("fd[0] = %d\n", fd[0]);
printf("fd[1] = %d\n", fd[1]);
return 0;
}
- 父子进程通信(使用匿名管道)
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int main(int argc, const char* argv[]) {
// 1. 创建管道
int fd[2];
int ret = pipe(fd);
if(ret == -1) {
perror("pipe error");
exit(1);
}
// 2. 创建子进程
pid_t pid = fork();
if(pid == -1) {
perror("fork error");
exit(1);
}
// 3. 通信
// 父进程 写操作
if(pid > 0) {
// parent process
// 关闭读端
close(fd[0]);
char* p = "你是子进程吗？";
sleep(2); //父进程写, 但是先sleep2秒, 此时子进程会等父进程写进去之后再读, 因为read函数是阻塞函数, 但是这是管道的阻塞属性
//将其设置成非阻塞, 使用fcntl 函数
write(fd[1], p, strlen(p)+1);
close(fd[1]);
wait(NULL);
} else if(pid == 0) { // 子进程 读操作
// 关闭写端
close(fd[1]);
char buf[512];
int len = read(fd[0], buf, sizeof(buf));
printf("%s, %d\n", buf, len);
close(fd[0]);
}
return 0;
}
- 管道的读写行为
- 读操作:
管道中有数据: read正常运行, 返回读取到的字节数
管道中无数据: 1. 写端关闭, 相当于文件读取到了文件尾部, read返回0; 2.写端没有关闭, read阻塞 - 写操作:
管道读端关闭: 异常情况, 管道破裂, 异常退出, 通过13号信号(SIGPIPE)
管道读端没有关闭: 1. 缓冲区没有满, 正常写; 2. 缓冲区已满, 写阻塞
补充:
当实现父子间进程通信时, 如果需要将终端(/dev/tty--)上输出的数据, 或者其他地方的数据写进管道时, 需要将终端对应的标准输出文件描述符重定向到写端, 使用函数: int dup2(int fildes, int fildes2);
