linux系统编程-管道

不念不忘少年蓝@ 2022-05-08 02:46 145阅读 0赞

## 管道的概念 ##

*  管道是一种最基本的IPC（进程间通信）机制，作用于有缘关系的进程间，调用pipe() 即可创建一个管道。它有如下特质：

1. 本质是一个伪文件（实为内核缓冲区）  
  2. 由两个文件描述符引用，一个表示读，一个表示写  
  3. 规定数据从管道的写端流入管道，读端流出管道

*  管道原理：内核使用环形队列，借助内核缓冲区（默认4K，可以使用ulimit –a 命令来查看）实现。
 *  管道的局限性：

1.数据不能自己读，再自己写  
  2. 数据一旦被读走，便不存在，不可反复读取  
  3. 采用半双工通信，数据同时只能一个方向流动  
  4. 只能在有血缘关系的进程间通信

## pipe()函数 ##

*  函数原型：int pipe(int pipe\[2\]);  成功：0   失败：-1 设置error
 *  函数调用成功返回两个文件描述符，r ，w；不需要open，但是需要close。规定:  
    fd\[0\]->r  
    fd\[1\]->w  
    记忆：读写 对应01

![在这里插入图片描述][20181008213039874]

## 代码 ##

*  父进程创建管道，创建子进程，父进程写hello world进 pipe，子进程从pipe中读出来，再打印到屏幕

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    
    
     int main(void)
      { 
       
              pid_t pid;
              int fd[2];
      
              char buf[512];
              int tem=pipe(fd);   //创建管道
              if(tem==-1)
              { 
                      perror("pipe error");
                      exit(1);
              }
      
              pid = fork();    //创建子进程
              { 
                      if (pid <0)
                      { 
                              perror("fork error");
                              exit(1);
                      }
                      else if(pid == 0) //子进程
                      { 
                              close(fd[1]);//关闭pipe的写端
                             int num=read(fd[0],buf,512);
                             if(num == 0)
                              { 
                                      printf("gg\n");
                              }
                              printf("%s\n",buf);
                      }
                       else//父进程
                      { 
                              close(fd[0]);  //关闭pipe的读端
                              write(fd[1],"hello world",sizeof("hello world"));
      
                      }
              }
      
              return 0;
      }

*  使用管道实现父子进程间通信，完成：ls | wc –l。假定父进程实现ls，子进程实现wc。ls命令正常会将结果集写出到stdout，但现在会写入管道的写端；wc –应该从stdin读取数据，但此时会从管道的读端读。

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
     
       int main(void)
      { 
              pid_t pid;
              int fd[2];
      
              pipe(fd);
              pid = fork();
      
              if(pid < 0)
              { 
                      perror("fork error");
                      exit(1);
              } 
              else if(pid == 0) //子进程
              { 
                      dup2(fd[0],0);   //将管道读端复制到 标准输入
                      close(fd[1]);    //关闭写端
                      execlp("wc","wc","-l",NULL);
              }
             else //父进程
             { 
                     dup2(fd[1],1); //将管道的写端 复制到 表准输出
                     close(fd[0]); //关闭读端
                     execlp("ls","ls",NULL);
             }
             return 0;
    
     }

结果：输出当前目录 ls 列出的文件的个数

*  使用管道实现兄弟进程间通信。 兄：ls 弟： wc -l 父：等待回收子进程。

#include <stdio.h>
     #include <unistd.h>
     #include <sys/wait.h>
    
     int main(void)
     { 
             pid_t pid;
             int fd[2], i;
     
             pipe(fd);
      
             for (i = 0; i < 2; i++)
            { 
                     pid=fork();
                     if(pid == 0)
                     { 
                             break;
                    }
             }
     
             if (i == 0)//子1
             {                      
                     dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);            //复制 pipe写端 到 标准输出
                     close(fd[1]);
                     close(fd[0]);                           //关闭读写端
                     execlp("ls", "ls", NULL);
             }
             else if (i == 1)//子2
             {       
                     dup2(fd[0], STDIN_FILENO);          //复制 pipe读端 到 标准输入
                     close(fd[1]);                           //关闭读 写端
                     close(fd[0]);
                     execlp("wc", "wc", "-l", NULL);
             } else
             { 
                     close(fd[1]);
                     close(fd[0]);
             
                     while(wait(NULL)>0);    //两个儿子wait两次
             }
             return 0;
     }

结果：列出当前目录的文件个数

[20181008213039874]: /images/20220508/35da0349b23749429539856bf209c73b.png