▋1. 管道的概念
管道，又名「无名治理」，或「匿名管道」，管道是一种十分根本，也是应用十分频繁的 IPC 形式。
1.1 管道实质
- 管道的实质也是一种文件，不过是伪文件，实际上是一块内核缓冲区，大小 4K；
- 管道创立当前会产生两个文件描述符，一个是读端，另一个是写端；
- 管道里的数据只能从写端被写入，从读端被读出；
1.2 管道原理
管道是内核的一块缓冲区，更具体一些，是一个环形队列。数据从队列的一端写入数据，另一端读出，如下图示：
1.3 管道的长处
简略
1.4 管道的毛病
- 只能单向通信，如果须要双向通信则须要建设两个管道；
- 只能利用于具备血缘关系的过程，如父子过程；
- 缓冲区大小受限，通常为 1 页，即 4k；
▋2. 管道的创立
管道创立三步曲：
a. 父过程调用 pipe 函数创立管道；
b. 父过程调用 fork 函数创立子过程；
c. 父过程敞开 fd[0]，子过程敞开 fd[1]；
具体如下图所示：
▋3. 管道的读写行为
a. 管道的缓冲区大小固定为 4k，所以如果管道内数据曾经写满，则无奈再写入数据，过程的 write 调用将阻塞，直到有足够的空间再写入数据；
b. 管道的读动作比写动作要快，数据一旦被读走了，管道将开释相应的空间，以便后续数据的写入。当所有的数据都读完之后，过程的 read() 调用将阻塞，直到有数据再次写入。
▋4. 例程
父子间通信：
1#include <stdio.h>
2#include <sys/types.h>
3#include <unistd.h>
4#include <string.h>
5
6int main()
7{8 int fd[2];
9 pid_t pid;
10 char buf[1024];
11 char *data = "hello world!";
12
13 /* 创立管道 */
14 if (pipe(fd) == -1) {15 printf("ERROR: pipe create failed!\n");
16 return -1;
17 }
18
19 pid = fork();
20 if (pid == 0) {
21 /* 子过程 */
22 close(fd[1]); // 子过程读取数据，敞开写端
23 read(fd[0], buf, sizeof(buf)); // 从管道读数据
24 printf("child process read: %s\n", buf);
25 close(fd[0]);
26 } else if (pid > 0) {
27 /* 父过程 */
28 close(fd[0]); // 父过程写数据，敞开读端
29 write(fd[1], data, strlen(data)); // 向管道写数据
30 printf("parent process write: %s\n", data);
31 close(fd[1]);
32 }
33
34 return 0;
35}兄弟间通信：
1#include <stdio.h>
2#include <sys/types.h>
3#include <unistd.h>
4#include <string.h>
5#include <sys/wait.h>
6
7int main ()
8{9 int fd[2];
10 int i = 0;
11 pid_t pid;
12 char buf[1024];
13 char *data = "hello world!";
14
15 /* 创立管道 */
16 if (pipe(fd) == -1) {17 printf("ERROR: pipe create failed!\n");
18 return -1;
19 }
20
21 for (i = 0; i < 2; i++) {22 pid = fork();
23 if (pid == -1) {24 printf("ERROR: fork error!\n");
25 return -1;
26 } else if (pid == 0) {
27 break;
28 }
29 }
30
31 /* 通过 i 来判断创立的子过程及父过程 */
32 if (i == 0) {
33 /* 第一个子过程，兄过程 */
34 close(fd[0]); // 兄过程向弟过程写数据，敞开读端
35 write(fd[1], data, strlen(data));
36 printf("elder brother send: %s\n", data);
37 close(fd[1]);
38 } else if (i == 1) {
39 /* 第二个子过程，弟过程 */
40 close(fd[1]);
41 read(fd[0], buf, sizeof(buf));
42 printf("younger brother receive: %s\n", buf);
43 close(fd[0]);
44 } else {
45 /* 父过程 */
46 close(fd[0]);
47 close(fd[1]);
48 for (i = 0; i < 2; i++) {49 wait(NULL);
50 }
51 }
52
53 return 0;
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