管道通訊

什麼是管道？ 管道是單向的、先進先出的，它把一個進程的輸出和另外一個進程的輸入鏈接在一塊兒。一個進程（寫進程）在管道的尾部寫入數據，另外一個進程（讀進程）從管道的頭部讀出數據。

管道的分類 管道包括無名管道和命名管道兩種，前者用於父進程和子進程間的通訊，後者可用於運行於同一系統中的任意兩個進程間的通訊。

無名管道的建立

  無名管道由pipe( )函數建立：

   int pipe（int filedis[2]）;

   當一個管道被建立時，它會建立兩個文件描述符：filedis[0]用於讀管道，filedis[1]用於寫管道。

        管道通訊示意圖如圖1所示：

                                                                

                                                                                               圖1   管道通訊示意圖

 

管道關閉關閉管道只是將兩個文件描述符關閉便可，可使用普通的close函數逐個關閉。

無名管道讀寫

  管道用於不一樣進程間通訊。一般先建立一個管道，再經過fork函數建立一個子進程，該子進程會繼承父進程建立的管道。注意事項：必須在系統調用fork（）前調用pipe（），不然子進程將不會繼承文件描述符。不然，會建立兩個管道，由於父子進程共享同一段代碼段，都會各自調用pipe（），即創建兩個管道，出現異常錯誤。無名管道讀寫過程如圖2所示：

     

圖2 無名管道讀寫示意圖

/**********************************************************
*實驗要求：   使用pipe建立無名管道並實現父子進程之間的通信。
*功能描述：   在父進程中經過無名管道的寫端寫入數據，經過子進程從管道讀端讀出相*           應的數據。
*日    期：   2010-9-17
*做    者：   國嵌
**********************************************************/
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

/*
 * 程序入口
 * */
int main()
{
	int pipe_fd[2];
	pid_t pid;
	char buf_r[100];
	char* p_wbuf;
	int r_num;
	
	memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));
	
	/*建立管道*/
	if(pipe(pipe_fd)<0)
	{
		printf("pipe create error\n");
		return -1;
	}
	
	/*建立子進程*/
	if((pid=fork())==0)  //子進程執行序列
	{
		printf("\n");
		close(pipe_fd[1]);//子進程先關閉了管道的寫端
		sleep(2); /*讓父進程先運行，這樣父進程先寫子進程纔有內容讀*/
		if((r_num=read(pipe_fd[0],buf_r,100))>0)
		{
			printf("%d numbers read from the pipe is %s\n",r_num,buf_r);
		}	
		close(pipe_fd[0]);
		exit(0);
  	}
	else if(pid>0) //父進程執行序列
	{
		close(pipe_fd[0]); //父進程先關閉了管道的讀端
		if(write(pipe_fd[1],"Hello",5)!=-1)
			printf("parent write1 Hello!\n");
		if(write(pipe_fd[1]," Pipe",5)!=-1)
			printf("parent write2 Pipe!\n");
		close(pipe_fd[1]);
		waitpid(pid,NULL,0); /*等待子進程結束*/
		exit(0);
	}
	return 0;
}

命名管道命名管道和無名管道基本相同，但也有不一樣點：無名管道只能有父進程使用；可是經過命名管道，不相關的進程也能交換數據。

命名管道的建立

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode)

pathname:FIFO文件名

mode:屬性（與文件操做相同）
一旦建立了一個FIFO,就能夠用open打開它，通常的文件訪問函數(close,read,write)均可以用於FIFO

當打開FIFO時，非阻塞標誌(O_NONBLOCK)

將對之後的讀寫產生以下影響：

1 沒有使用 O_NONBLOCK：訪問要求沒法知足時進程阻塞。如讀取空的FIFO時，或者FIFO已滿時。

2 使用O_NONBLOCK：訪問要求沒法知足時不阻塞，當即出錯返回，error是ENXIO。

FIFO讀進程：

/**********************************************************
*實驗要求：   使用mkfifo建立有名管道並實現兩個進程之間的通信。
*功能描述：   建立一個進程，並從已經創建好的有名管道中，讀出事先寫入的
*           數據。
*日    期：   2010-9-17
*做    者：   國嵌
**********************************************************/
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define FIFO "/tmp/myfifo"

/*
 * 程序入口
 * */
int main(int argc,char** argv)
{
	char buf_r[100];
	int  fd;
	int  nread;

	printf("Preparing for reading bytes...\n");
	memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));
	
	/* 打開管道 */
	fd=open(FIFO,O_RDONLY|O_NONBLOCK,0);
	if(fd==-1)
	{
		perror("open");
		exit(1);	
	}
	while(1)
	{
		memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));
		
		if((nread=read(fd,buf_r,100))==-1)
		{
			if(errno==EAGAIN)
				printf("no data yet\n");
		}
		printf("read %s from FIFO\n",buf_r);
		sleep(1);
	}
   	/*後面三句話是不會被運行到的，但不會影響程序運行的效果當程序在上面的死循環中執行時收到信號後會立刻結束運行而沒有執行後面的三句話。這些會在後面的信號處理中講到，如今不理解沒有關係，這個問題留給你們學習了信號處理以後來解決。*/
	close(fd); //關閉管道
	pause(); /*暫停，等待信號*/
	unlink(FIFO); //刪除文件
}

/**********************************************************
*實驗要求：   使用mkfifo建立有名管道並實現兩個進程之間的通信。
*功能描述：   建立一個進程，並在其中建立一個有名管道，並向其寫入數據。
*日    期：   2010-9-17
*做    者：   國嵌
**********************************************************/
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define FIFO_SERVER "/tmp/myfifo"

/*
 * 程序入口
 * */
int main(int argc,char** argv)
{
	int fd;
	char w_buf[100];
	int nwrite;
	
    /*建立有名管道*/
	if((mkfifo(FIFO_SERVER,O_CREAT|O_EXCL|O_RDWR)<0)&&(errno!=EEXIST))
	{
		printf("cannot create fifoserver\n");
	}

	/*打開管道*/
	fd=open(FIFO_SERVER,O_WRONLY |O_NONBLOCK,0);
	if(fd==-1)
	{
	    perror("open");
		exit(1);
	}
	
	/*入參檢測*/
	if(argc==1)
	{
		printf("Please send something\n");
		exit(-1);
	}
	strcpy(w_buf,argv[1]);
	
	/* 向管道寫入數據 */
	if((nwrite=write(fd,w_buf,100))==-1)
	{
		if(errno==EAGAIN)
			printf("The FIFO has not been read yet.Please try later\n");
	}
	else 
	{
		printf("write %s to the FIFO\n",w_buf);
	}
	close(fd); //關閉管道
	return 0;
}

運行讀進程結果以下：

打開另一個終端，運行寫進程結果以下：

同時讀進程結果發生變化以下：