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本节关键字#xff1a;C语言 进程间通信 管道 FIFO 相关库函数#xff1a;pipe、mkfifo、mknod、write、read
什么是管道#xff1f;
管道通常指“无名管道”#xff0c;是Unix系统中最古老的IPC通信方式。
管道的分类
管道#…Linux C语言 39-进程间通信IPC之管道
本节关键字C语言 进程间通信 管道 FIFO 相关库函数pipe、mkfifo、mknod、write、read
什么是管道
管道通常指“无名管道”是Unix系统中最古老的IPC通信方式。
管道的分类
管道无名管道FIFO命名管道
管道的特点
管道无名管道
半双工数据只能由连接的一端发送到另一端并且读端和写端固定只能用于具有亲缘关系的进程通信如父子进程、兄弟进程可以当成一种特殊的文件不属于任何文件系统只存在于内存中。读写使用read()和write等函数管道有互斥功能同一时间只能有一个进程从管道读取数据。
FIFO命名管道
FIFO是一种文件类型有路径名以一种特殊设备文件形式存在于文件系统中FIFO可以在无关的进程之间交换数据这点与无名管道不同管道有互斥功能同一时间只能有一个进程从管道读取数据。
管道相关库函数
管道无名管道
#include unistd.h
int pipe(int fd[2]);
/**
brief 创建管道需要手动关闭管道即手动关闭两个文件描述符
param fd 承接管道创建时的两个文件描述符fd[0]为读端描述符fd[1]为写端描述符
return 成功返回0失败返回-1并设置错误码error错误码error类型
EFAULT pipefd无效
EINVAL pipe2标志中的值无效
EMFILE 进程正在使用的文件描述符过多
ENFILE 打开文件总数已达到系统限制
*/管道使用例程
// 管道使用例程创建管道和进程子进程读管道父进程写管道
#include sys/wait.h
#include assert.h
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include unistd.h
#include string.hint main(int argc, char *argv[])
{int pipefd[2];pid_t cpid;char buf;assert(argc 2); // 断言有一个命令行参数argv[1]将被写入管道if (pipe(pipefd) -1) {perror(pipe);exit(EXIT_FAILURE);}cpid fork();if (cpid -1) {perror(fork);exit(EXIT_FAILURE);}if (cpid 0) // 子进程关闭写文件描述符读管道{close(pipefd[1]);while (read(pipefd[0], buf, 1) 0)write(STDOUT_FILENO, buf, 1);write(STDOUT_FILENO, \n, 1);close(pipefd[0]);_exit(EXIT_SUCCESS);} else // 父进程关闭读文件描述符写管道将命令行参数argv[1]写入管道{close(pipefd[0]);write(pipefd[1], argv[1], strlen(argv[1]));close(pipefd[1]); // 读端将收到EOFwait(NULL); // 等待子进程退出exit(EXIT_SUCCESS);}return 0;
}FIFO命名管道
#include sys/stat.h
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
/**
brief 创建FIFO管道需要手动关闭管道即手动关闭文件描述符。FIFO特殊文件不是匿名通信通道而是通过调用mkfifo()输入到文件系统中
param pathname FIFO的路径名文件真实存在
param mode 创建FIFO文件的权限创建的文件的权限为mode~umask
return 成功返回0失败返回-1并设置错误码error错误码error分类
EACCES 路径名中的一个目录没有搜索执行权限
EEXIST 路径名已存在。这包括路径名是符号链接的情况无论是否悬空
ENAMETOOLONG 路径名的总长度大于PATH_MAX或者单个文件名组件的长度大于NAME_MAX。在GNU系统中对文件名的总长度没有强制限制但一些文件系统可能会对组件的长度进行限制
ENOENT 路径名中的目录组件不存在或者是悬挂的符号链接
ENOSPC 目录或文件系统没有空间容纳新文件
ENOTDIR 在路径名中用作目录的组件实际上不是目录
EROFS 路径名是指只读文件系统Trip一旦你以这种方式创建了一个FIFO特殊文件任何进程都可以像普通文件一样打开它进行读取或写入。然而在您可以继续对其进行任何输入或输出操作之前它必须同时在两端打开。打开FIFO以正常读取块直到其他进程打开相同的FIFO进行写入反之亦然。有关fifo特殊文件的非阻塞处理请参见fifo7。
*/FIFO使用例程
FIFO使用例程创建FIFO多个个服务端读多个个客户端写验证管道的互斥功能
FIFO使用服务端例程
// FIFO使用例程 服务端循环读取管道中的信息直到管道的所有写端关闭
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#include fcntl.h
#include sys/types.hint main(void)
{char pathname[] ./myfifo;int ret, fd;char buffer[1024];umask(0);ret mkfifo(pathname, 0666); // mode附加读写权限fd open(pathname, O_RDONLY); // 服务端只读打开FIFO文件if (fd 0)return -1;for ( ; ; ){bzero(buffer, 0);ret read(fd, buffer, sizeof(buffer)-1);if (ret 0){printf(server recv: %s\n, buffer);fflush(stdout);}else if (ret 0){printf(server: client quit\n);break;}else{perror(server failed to read myfifo\n);break;}}close(fd);return 0;
}FIFO使用客户端例程
// FIFO使用例程客户端将用户输入的信息写入管道循环执行6次退出
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#include fcntl.h
#include sys/types.hint main(void)
{char pathname[] ./myfifo;int ret, fd, cnt;char buffer[1024];fd open(pathname, O_WRONLY); // 客户端只写开打FIFO文件if (fd 0)return -1;do{printf(please input message: );fflush(stdout);bzero(buffer, 0);ret read(STDIN_FILENO, buffer, sizeof(buffer)-1);if (ret 0){perror(read);}else{write(fd, buffer, ret);}} while (cnt 5);close(fd);return 0;
}运行结果
/// 从两个服务端的运行结果可知管道有互斥功能同一时刻只有一个进程可以从管道读取数据// 服务端1
$ ./fifoserver
server recv: client1: 1server recv: client2: 1server recv: client1: 2server recv: client1: 3server recv: client1: 5server recv: client2: 4server recv: client2: 6server: client quit// 服务端2
$ ./fifoserver
server recv: client1: 4server recv: client1: 6server recv: client2: 2server recv: client2: 3server recv: client2: 5server: client quit// 客户端1
$ ./fifoclient
please input message: client1: 1
please input message: client1: 2
please input message: client1: 3
please input message: client1: 4
please input message: client1: 5
please input message: client1: 6// 客户端2
$ ./fifoclient
please input message: client2: 1
please input message: client2: 2
please input message: client2: 3
please input message: client2: 4
please input message: client2: 5
please input message: client2: 6启动server后使用ll命令查看目录文件信息可以看到已经创建了myfifo文件
