linux系统编程之管道通信一【无名管道】二【有名管道（命名管道）FIFO】

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我是靠谱客的博主聪慧小海豚，这篇文章主要介绍linux系统编程之管道通信一【无名管道】二【有名管道（命名管道）FIFO】，现在分享给大家，希望可以做个参考。

一【无名管道】

1、无名管道的简述

2、管道的特点：

3、无名管道的创建

案例：父进程写，子进程读，使用无名管道

4、无名管道读写的特点

案例：使用无名管道实现ps -A |grep bash

二【有名管道（命名管道）FIFO】

1、有名管道的概述

2、FIFO文件的创建

案例：实现两个进程通信：

一【无名管道】

1、无名管道的简述

1）无名管道又简称为管道。是一种特殊类型的文件，在应用层体现为两个打开的文件描述符。

2、管道的特点：

管道是最古老的的UNIX IPC.方式.

1、半双工，数据在同一时刻只能在一个方向上流动。

2、数据只能从管道的一端写入，从另一端读出。

3、写入管道中的数据遵循先入先出的规则。

4、管道所传送的数据是无格式的，这要求管道的读出方与写入方必须事先约定好数据的格式，如多少字节算一个消息等。

5、管道不是普通的文件，不属于某个文件系统，其只存在于内存中。

6、管道在内存中对应一个缓冲区。不同的系统其大小不一定相同。

7、从管道读数据是一次性操作，数据一旦被读走，它就从管道中被抛弃，释放空间以便写更多的数据。

8、管道没有名字，只能在具有公共祖先的进程之间使用。

3、无名管道的创建

头文件：include<unistd.h>

函数原型：int pipe( int filedes[2] )

功能：

经过由参数filedes返回的两个文件描述符

参数：

filedes为int类型的数组的首地址，其存放了管道的文件描述符fd[0],fd[1]

filedes[0]为读而打开，filedes[1] 为写而打开管道，filedes[0]的输出是filedes[1]的输入。

返回值：成功返回1，失败返回-1

案例：父进程写，子进程读，使用无名管道

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#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int fd[2];
pipe(fd);
pid_t pid = fork();
if(pid==0)
{
close(fd[1]);
printf("子进程正在等待读取父进程n");
char buf[128];
memset(buf,0,128);
read(fd[0],buf,sizeof(buf));
printf("子进程读到消息为：%sn",buf);
close(fd[0]);
_exit(-1);
}
if(pid>0)
{
close(fd[0]);
printf("请输入你要发送的信息：n");
char buf[128];
scanf("%s",&buf);
write(fd[1],buf,sizeof(buf));
close(fd[1]);
wait(NULL);
}
return 0;
}

运行：

4、无名管道读写的特点

1）默认使用read函数从管道中读数据是堵塞的。

2）调用write函数从管道中写数据，当缓存区满的时候，也会阻塞。

3）通信过程中，读端口全部关闭后，写进程向管道写数据的时候，写进程会收到SIGPIPE信号退出。

案例：使用无名管道实现ps -A |grep bash

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#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int fd[2];
pipe(fd);
int i =0;
for( i;i<2;i++)
{
pid_t pid = fork();
if(pid==0)
break;
}
//子进程1 ps -A 写
//让标准输出1 作为管道写口。
if(i == 0)
{
close(fd[0]);
dup2(fd[1],1);
execlp("ps","ps","-A",NULL);
_exit(-1);
}
//子进程2 grep bash 读的标准输入0，所以让标准输入0作为管道读口
if(i==1)
{
close(fd[1]);
dup2(fd[0],0);
execlp("grep","grep","bash",NULL);
_exit(-1);
}
//父进程
if(i==2)
{
close(fd[0]);
close(fd[1]);
while(1)
{
pid_t pid = waitpid(-1,NULL,WNOHANG);
if(pid<0)
{
break;
}
if(pid==0)
{
continue;
}
if(pid>0)
{
printf("子进程%d已经被回收n",pid);
}
}
}
return 0;
}

二【有名管道（命名管道）FIFO】

主要用于不相关的进程间通信。抽象为物理内存的一个文件。

1、有名管道的概述

特点：

1、半双工，数据在同一时刻只能在一个方向上流动。

2、写入FIFO中的数据遵循先入先出的规则。

3、FIFO所传送的数据是无格式的，这要求FIFO的读出方与写入方必须事先约定好数据的格式，如多少字节算一个消息等。

4、FIFO在文件系统中作为一个特殊的文件而存在，但FIFO中的内容却存放在内存中。

5.管道在内存中对应一个缓冲区。不同的系统其大小不一定相同。

6、从FIFO读数据是一次性操作，数据一旦被读，它就从FIFO中被抛弃，释放空间以便写更多的数据。

7、当使用FIFO的进程退出后，FIFO文件将继续保存在文件系统中以便以后使用。

8、FIFO有名字，不相关的进程可以通过打开命名管道进行通信

2、FIFO文件的创建

头文件：

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

函数原型：int mkfifo( ..const char *pathname，mode .t mode) ;

参数：

pathname:.E.IFO.的路径多土文件多。

mode: mode_t类型的权限描述符。

返回值

成功:返回0。

失败:如果文件已经存在，则会出错且返回-1。

阻塞方式打开管道:

1、open以只读方式打开FIFO时，要阻塞到某个进程为写而打开此FIFO2、open以只写方式打开FIFO时，要阻塞到某个进程为读而打开此FIFO。

3、open以只读、只写方式打开FIFO时会阻塞，调用read函数从FIFO里读数据时read也会阻塞。

4、通信过程中若写进程先退出了，则调用read函数从FIFO里读数据时不阻塞;若写进程又重新运行，则调用read函数从FIFO里读数据时又恢复阻塞。

5、通信过程中，读进程退出后，写进程向命名管道内写数据时，写进程也会（收到SIGPIPE信号)退出。

6、调用write函数向FIFO里写数据，当缓冲区已满时write也会阻塞。

案例：实现两个进程通信：

写进程：

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#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include<fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include<string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
mkfifo("my_fifo",0666);
int fd1 = open("my_fifo",O_WRONLY);//以写的方式打开，会阻塞到对方以读的方式打开
if(fd1 == -1)
{
perror("open");
return -1;
}
printf("写端openn")；
while(1)
{
char buf[128]="";
printf("请输入要发送的数据:")；
//获取数据
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
buf[strlen(buf)-1]=0;
//发送
write(fd1,buf,strlen(buf));
if(strcmp(buf,"bye")==0)
{
break;
}
}
close(fd1);
return 0;
}

读进程：

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#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include<fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include<string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
mkfifo("my_fifo",0666);
int fd1 = open("my_fifo",O_RDONLY);//会阻塞到对方以写的方式打开
if(fd1 == -1)
{
perror("open");
return -1;
}
printf("写端openn");
while(1)
{
char buf[128]="";
read(fd1,buf,sizeof(buf));
printf("收到的数据为：%sn",buf);
if((strcmp(buf,"bye"))==0)
{
break;
}
}
close(fd1);
return 0;
}

拓展：条件编译一份代码实现

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#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include<fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include<string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
#ifdef WRITE
mkfifo("my_fifo",0666);
int fd1 = open("my_fifo",O_WRONLY);
#endif
#ifdef READ
mkfifo("my_fifo",0666);
int fd1 = open("my_fifo",O_RDONLY);
#endif
if(fd1 == -1)
{
perror("open");
return -1;
}
#ifdef WRITE
printf("写端openn");
#endif
#ifdef READ
printf("读端openn");
#endif
#ifdef READ
while(1)
{
char buf[128]="";
read(fd1,buf,sizeof(buf));
printf("收到的数据为：%sn",buf);
if((strcmp(buf,"bye"))==0)
{
break;
}
}
#endif
#ifdef WRITE
while(1)
{
char buf[128]="";
printf("请输入要发送的数据:");
//获取数据
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
buf[strlen(buf)-1]=0;
//发送
write(fd1,buf,strlen(buf));
if(strcmp(buf,"bye")==0)
{
break;
}
}
#endif
close(fd1);
return 0;
}

以非阻塞方式打开管道：

1、先以只读方式打开:如果没有进程已经为写而打开一个FIFO,只读open成功，并且open不阻塞。

2、先以只写方式打开:如果没有进程已经为读而打开一个FIFO，只写open将出错返回-1。

3、read、write读写命名管道中读数据时不阻塞。

4、通信过程中，读进程退出后，写进程向命名管道内写数据时，写进程也会（收到SIGPIPE信号）退出。

注意: open函数以可读可写方式打开FIFO文件时的特点:

1、open不阻塞。

2、调用read函数从FIFO里读数据时read会阻塞。

3、调用write函数向FIFO里写数据，当缓冲区已满时write也会阻塞

最后

以上就是聪慧小海豚最近收集整理的关于linux系统编程之管道通信一【无名管道】二【有名管道（命名管道）FIFO】的全部内容，更多相关linux系统编程之管道通信一【无名管道】二【有名管道（命名管道）FIFO】内容请搜索靠谱客的其他文章。

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本文分类：linux系统编程-Ubuntu
浏览次数：121 次浏览
发布日期：2023-03-10 18:24:01
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linux系统编程之管道通信一【无名管道】二【有名管道（命名管道）FIFO】

一【无名管道】

1、无名管道的简述

2、管道的特点：

3、无名管道的创建

案例：父进程写，子进程读，使用无名管道

4、无名管道读写的特点

案例：使用无名管道实现ps -A |grep bash

二【有名管道（命名管道）FIFO】

1、有名管道的概述

2、FIFO文件的创建

案例：实现两个进程通信：

最后

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一【无名管道】

1、无名管道的简述

2、管道的特点：

3、无名管道的创建

案例：父进程写，子进程读，使用无名管道

4、无名管道读写的特点

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1、有名管道的概述

2、FIFO文件的创建

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