管道

进程通信

每个进程各自有不同的用户地址空间,任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到所以进程之间要交换数据必须通过内核,在内核中开辟一块缓冲区,进程1把数据从用户空间拷到内核缓冲区,进程2再从内核缓冲区把数据读走,内核提供的这种机制称为进程间通信.




匿名管道
管道是一种最基本的IPC机制,由pipe函数创建:

#include <unistd.h>
int pipe(int filedes[2]);
调用pipe函数时在内核中开辟一块缓冲区(称为管道)用于通信,它有一个读端一个写端,然后通过filedes参数传出给用户程序两个文件描述符,filedes[0]指向管道的读端,filedes[1]指向管道的写端(很好记,就像0是标准输入1是标准输出一样)。所以管道在用户程序看起来就像一个打开的文件,通过read(filedes[0]);或者write(filedes[1]);向这个文件读写数据其实是在读写内核缓冲区。pipe函数调用成功返回0,调用失败返回-1。



父进程调用pipe开辟管道,得到两个文件描述符指向管道的两端。

父进程调用fork创建子进程,那么子进程也有两个文件描述符指向同一管道。

父进程关闭管道读端,子进程关闭管道写端。父进程可以往管道里写,子进程可以从管道里读,管道是用环形队列实现的,数据从写端流入从读端流出,这样就实现了进程间通信。

匿名管道特点
（1）只能用于有血缘关系的进程间通信
（2）生命周期随进程
（3）提供数据间通信方式 ，面向字节流
（4）管道内部实现的进程同步机制
（5）单向数据通信
使用管道需要注意一下四种特殊情况
（1）如果所有指向管道写端的文件描述符都关闭了（管道写端的引用计数为 0）而任然有进程从管道读端读数据，那么管道中剩下的数据都被读取以后，再次read会返回0，就像读到文件末尾一样
（2）如果有指向管道写端的文件描述符没关闭 （管道写端的文件描述符大于0）而持有管道写端的进程也没有向管道中写入数据，这时有进程从管道读端读数据，那么管道中剩余的数据都被读取以后，再次read会阻塞，直到管道中有数据可读了 才会读取数据并返回
（3）如果所有指向管道读端的文件描述符都关闭了（管道中的引用计数等于0）这时有进程向管道写端write，那么该进程会收到信号SIGPIPE通常会导致进程异常终止
（4）如果指向管道读端的文件描述符没有关闭（管道读端的引用计数大于0），而持有管道读端的进程也没有从管道中读数据，这时有进程向管道写端写数据，那么在管道写满时再次write会阻塞，直到管道中有了空位置才写入数据并返回
命名管道
管道的一个不足之处是没有名字，因此只能用于亲缘关系的进程间通信，FIFO不同于管道之处在于它提供 一个路径名与之关联，以FIFO的形式存储于文件系统；命名管道是一个设备文件，因此即使进程与创建FIFO的进程间不存在亲缘关系，只要可以访问该路径，就能通过FIFO相互通信
1.命名管道的创建与读写
Linux下有两种方式创建命名管道，一是shell下交互的建立命名管道，二是程序中使用系统函数建立命名管道。shell可用mknod ,mkfifo命令，下面使用mknod namedpipe
创建命名管道的系统函数有两个：mknod mkfifo两个函数均定义在头文件sys/stst.h
函数原型如下：
#include<sys/types.h>
#include<sys/stst.h>
int mknod(const char* path,mode_t mod,dev_t dev);
int mkfifo(const char* path,mode_t mode);
函数mknod参数中
path：为创建的命名管道全路径名；
mod：创建的命名管道模式，指明其存取权限；
dev:为设备值，该值取决于文件创建的种类，它只在创建设备文件时才会 用到；
这两个函数调用成功返回0失败都返回-1
命名管道创建后就可以使用了，命名管道和管道的使用方法基本相同，使用命名管道时必须将其打开open(),因为命名管道存在与一个硬盘上的文件，而管道是存在与内存上的特殊文件
管道容量