Linux环境进程间通信.doc

Linux环境进程间通信（一）管道和有名管道在本系列序中作者概述了 linux 进程间通信的几种主要手段。其中管道和有名管道是最早的进程间通信机制之一，管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信。 认清管道和有名管道的读写规则是在程序中应用它们的关键，本文在详细讨论了管道和有名管道的通信机制的基础上，用实例对其读写规则进行了程序验证，这样做有利于增强读者对读写规则的感性认识，同时也提供了应用范例。 1、 管道概述及相关API应用 1.1 管道相关的关键概念 管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一，具有以下特点： 管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道； 只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）； 单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。 数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。 1.2管道的创建： #include int pipe int fd[2] 该函数创建的管道的两端处于一个进程中间，在实际应用中没有太大意义，因此，一个进程在由pipe 创建管道后，一般再fork一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信（因此也不难推出，只要两个进程中存在亲缘关系，这里的亲缘关系指的是具有共同的祖先，都可以采用管道方式来进行通信）。 1.3管道的读写规则： 管道两端可分别用描述字fd[0]以及fd[1]来描述，需要注意的是，管道的两端是固定了任务的。即一端只能用于读，由描述字fd[0]表示，称其为管道读端；另一端则只能用于写，由描述字fd[1]来表示，称其为管道写端。如果试图从管道写端读取数据，或者向管道读端写入数据都将导致错误发生。一般文件的I/O函数都可以用于管道，如close、read、write等等。 从管道中读取数据： 如果管道的写端不存在，则认为已经读到了数据的末尾，读函数返回的读出字节数为0； 当管道的写端存在时，如果请求的字节数目大于PIPE_BUF，则返回管道中现有的数据字节数，如果请求的字节数目不大于PIPE_BUF，则返回管道中现有数据字节数（此时，管道中数据量小于请求的数据量）；或者返回请求的字节数（此时，管道中数据量不小于请求的数据量）。注：（PIPE_BUF在include/linux/limits.h中定义，不同的内核版本可能会有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF至少为512字节，red hat 7.2中为4096）。 关于管道的读规则验证： /************** * readtest.c * **************/ #include #include #include main int pipe_fd[2]; pid_t pid; char r_buf[100]; char w_buf[4]; char* p_wbuf; int r_num; int cmd; memset r_buf,0,sizeof r_buf ; memset w_buf,0,sizeof r_buf ; p_wbuf w_buf; if pipe pipe_fd 0 printf pipe create error\n ; return -1; if pid fork 0 printf \n ; close pipe_fd[1] ; sleep 3 ;//确保父进程关闭写端 r_num read pipe_fd[0],r_buf,100 ; printf read num is %d the data read from the pipe is %d\n,r_num,atoi r_buf ; close pipe_fd[0] ; exit ; else if pid 0 close pipe_fd[0] ;//read strcpy w_buf,111 ; if write pipe_fd[1],w_buf,4 ! -1 printf parent write over\n ; close pipe_fd[1] ;//write printf parent close fd[1] over\n ; sleep 10 ; /**************************************************