进程间通信1

今天药忘吃喽~ 2022-07-16 05:12 181阅读 0赞

## 管道 ##

管道由于传递数据只能单向传递，因此又称半双工管道，它是一种两个进程间进行单向通信的机制．  
　　**局限性**：  
　　　＊数据只能由一个进程流向另一个进程，若要进行全双工通信，则需建立两个管道．  
　　　＊管道只能用于具有亲缘关系的进程间通信．  
　　　＊管道无名字．  
　　　＊管道的缓冲区大小受限制．  
　　　＊管道所传递的是无格式的字节流，这就要求管道的输入和输出事先约定好数据格式．

使用管道进行通信时，两端的进程向管道读写数据是通过创建管道时，系统设置的文件描述符进行的．  
　　管道是一个特殊的文件，这个文件只存在于内存中．在创建管道时，系统为管道分配一个页面作为数据缓冲区，进行管道通信的两个进程通过读写这个缓冲区来进行通信．  
　　写入的数据每次添加在管道缓冲区的末尾，读数据时都是从缓冲区的头部读出数据．

## 管道的创建 ##

linux下创建管道可以通过函数pipe完成，该函数如果调用成功返回0，并且数组中将包含两个新的文件描述符．如果有错误发生，则返回－1．  
　  
　![这里写图片描述][20161007101340159]  
　  
　管道两端分别用描述符fd\[0\]及fd\[1\]来描述．  
　管道两端的任务固定．fd\[0\]为管道读端，fd\[1\]为管道写端．  
　管道是一种文件，创建成功后就可以作为一般文件来使用，因此对文件操作的I/O函数都可以用于管道，如read(),write()等．  
　  
　**管道的一般用法**  
　进程在使用fork函数创建子进程前先创建一个管道，该管道用于在父子进程间通信．然后创建子进程，之后父进程关闭管道读端，子进程关闭管道写端，父进程负责向管道写数据，子进程负责读数据．也可以父进程关闭管道写端，子进程关闭管道读端．

## 管道的读写 ##

### 从管道中读数据 ###

要读取管道中数据的进程要关闭管道写端fd1，同时向管道写数据的进程应关闭读端fd0.（因为是用于具有亲缘关系的进程间通信，所以共享文件描述符）．使用前，应及时关闭不需要的另一端，避免错误的发生．  
　　  
**进程在管道的读端读数据时**，  
　　　1．如果管道写端不存在，则读进程认为已经读到数据的末尾，读函数返回读出的字节数为．  
　　　2．若管道写端存在，  
　　　（1）且请求读取的字节数大于PIPE\_BUF，则返回管道中所有数据，  
　　　（2）如果不大于PIPE\_BUF，则返回管道中现有的所有数据（管道中数据量小于请求的数据量). 或返回请求的字节数（管道中数据量大于等于请求的数据量）

### 向管道中写数据 ###

如果某进程希望向管道中写入数据，那么该进程应关闭读端fd0文件描述符，同时管道另一端的进程关闭fd1.  
　向管道写入数据时，linux不保证写入的原子性．  
　>**原子性**：操作在任何时候都不能被任何原因打断，操作要么不做要么就一定完成．  
　管道缓冲区一有空闲区域，写进程就会试图向管道写入数据，若读进程不读走缓冲区的数据，则写操作一直被阻塞等待．  
　　  
　　**在写管道时，如果请求的字节数小于等于PIPE\_BUF，则多个进程对同一管道的写操作不会交错进行，但如果有多个进程同时写一个管道，且某些进程要求写的字节数超过PIPE\_BUF所能容纳时，则多个写操作的数据可能会交错．**

>只由管道读端存在时，向管道中写入数据才有意义．否则，向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIGPIPE信号，如果忽略或扑捉该信号并从其处理程序返回，则write出错，错误码为EPIPE.

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