共计 3859 个字符，预计需要花费 10 分钟才能阅读完成。
Linux 过程间通信通常应用的形式有很多种，其中比拟罕用的包含管道（pipe）和 FIFO（命名管道）。本文将介绍这两种通信形式的基本概念，并用 C 语言编写示例代码，来阐明如何在两个过程之间应用这些 IPC 机制进行通信。
管道（pipe）
管道是一种半双工的通信形式，用于父过程和子过程之间的通信。在 Linux 中，管道是一种非凡的文件，有两个端点，一个读端和一个写端。管道的基本操作包含创立管道、敞开文件描述符、读取数据和写入数据等。
创立管道
在 Linux 中，咱们能够应用 pipe() 零碎调用来创立管道。pipe() 函数的原型如下：
#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);其中，pipefd 是一个数组，用于存储管道的读端和写端的文件描述符。pipe() 函数胜利时返回 0，失败时返回 -1。
上面是一个创立管道的示例代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{int pipefd[2];
// 创立管道
if (pipe(pipefd) == -1) {perror("pipe");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("读端文件描述符：%d\n", pipefd[0]);
printf("写端文件描述符：%d\n", pipefd[1]);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
- 编译并运行，打印如下
读端文件描述符：3
写端文件描述符：4管道的读写
在应用管道进行通信时，父过程和子过程能够通过管道进行数据的读取和写入。在 C 语言中，咱们能够应用 read() 函数和 write() 函数来读取和写入数据。read() 函数用于从管道中读取数据，write() 函数用于向管道中写入数据，应用 close() 函数敞开文件描述符。在管道的应用中，咱们应该在不须要的时候敞开管道的读端和写端，以防止资源节约。
这三个函数的原型别离如下：
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
int close(int fd);上面是一个父过程向子过程写入数据并读取返回后果的示例代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#define BUF_SIZE 1024
int main()
{int pipefd[2];
pid_t pid;
char buf[BUF_SIZE];
int status;
// 创立管道
if (pipe(pipefd) == -1) {perror("pipe");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创立子过程
pid = fork();
if (pid == -1) {perror("fork");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (pid == 0) { // 子过程
// 从管道中读取数据
if (read(pipefd[0], buf, BUF_SIZE) == -1) {perror("read");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("子过程收到音讯：%s\n", buf);
// 发送音讯给父过程
const char* message = "Hello, parent!";
if (write(pipefd[1], message, strlen(message) + 1) == -1) {perror("write");
exit(EXIT_FAILURE);
}
close(pipefd[1]); // 敞开写端
exit(EXIT_SUCCESS);
} else { // 父过程
// 发送音讯给子过程
const char* message = "Hello, child!";
if (write(pipefd[1], message, strlen(message) + 1) == -1) {perror("write");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 期待子过程退出
wait(&status);
if (WIFEXITED(status)) {printf("子过程退出，返回值：%d\n", WEXITSTATUS(status));
}
// 从管道中读取数据
if (read(pipefd[0], buf, BUF_SIZE) == -1) {perror("read");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("父过程收到音讯：%s\n", buf);
close(pipefd[0]); // 敞开读端
exit(EXIT_SUCCESS);
}
}在这个示例代码中，父过程先向子过程发送一条音讯，子过程收到音讯后向父过程发送一条音讯，并退出。父过程在期待子过程退出后再从管道中读取子过程发送的音讯。
- 编译并运行，打印如下
子过程收到音讯：Hello, child!
子过程退出，返回值：0
父过程收到音讯：Hello, parent!FIFO（命名管道）
FIFO（命名管道）是一种文件系统对象，与管道相似，也能够用于过程间通信。FIFO 是一种非凡类型的文件，它能够在文件系统中被创立，并且过程能够通过文件描述符来读取和写入数据。
与管道不同的是，FIFO 能够被多个过程关上，并且能够在文件系统中以门路的模式存在，因而不像管道那样只能在具备亲缘关系的过程之间应用。任何过程只有有相应的权限就能够关上 FIFO 并进行通信。
FIFO 的创立和应用
FIFO 的创立和应用也比较简单。首先须要应用 mkfifo() 函数创立 FIFO 文件，其原型如下
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);其中，pathname 是 FIFO 文件的路径名，mode 是文件的权限。
创立 FIFO 文件后，就能够像应用一般文件一样关上它，并应用 read() 和 write() 函数进行数据的读写。
上面是一个应用 FIFO 进行过程间通信的示例代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#define FIFO_PATH "/tmp/myfifo"
#define BUF_SIZE 1024
int main()
{
int fd;
char buf[BUF_SIZE];
// 创立 FIFO 文件
if (mkfifo(FIFO_PATH, 0666) == -1) {perror("mkfifo");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 关上 FIFO 文件
fd = open(FIFO_PATH, O_RDWR);
if (fd == -1) {perror("open");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 向 FIFO 中写入数据
const char* message = "Hello, world!";
if (write(fd, message, strlen(message) + 1) == -1) {perror("write");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 从 FIFO 中读取数据
if (read(fd, buf, BUF_SIZE) == -1) {perror("read");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("收到音讯：%s\n", buf);
// 敞开文件描述符并删除 FIFO 文件
close(fd);
if (unlink(FIFO_PATH) == -1) {perror("unlink");
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}在这个示例代码中，程序先创立了一个 FIFO 文件 /tmp/myfifo，而后关上该文件并向其中写入一条音讯。接下来从 FIFO 文件中读取数据，并将其打印进去。最初敞开文件描述符并删除 FIFO 文件。
- 编译并运行，打印如下
收到音讯：Hello, world!小结
Linux 中管道和 FIFO 是过程间通信的重要形式。管道只能用于亲缘关系的过程间通信，而 FIFO 能够被多个过程关上，不受过程之间关系的限度。无论是管道还是 FIFO，它们的应用形式都与一般文件相似，须要应用文件描述符和 read()、write() 函数来进行数据的读写。
在应用管道和 FIFO 进行过程间通信时，须要留神以下几点：
- 管道和 FIFO 只能用于同一主机上的过程间通信，不能用于跨主机通信。
- 管道和 FIFO 的读写操作是阻塞的，这意味着当一个过程尝试从一个空管道或 FIFO 中读取数据时，它会被阻塞，直到有数据可用为止。同样，当一个过程尝试将数据写入一个满的管道或 FIFO 时，它也会被阻塞，直到有闲暇空间为止。
- 在应用管道和 FIFO 进行过程间通信时，须要留神文件描述符的敞开程序。
- 管道和 FIFO 只能传输字节流，不能传输其余类型的数据，如构造体或指针。
- 如果应用管道或 FIFO 进行过程间通信时，数据量较大，须要进行分段传输，否则可能会导致阻塞或缓冲区溢出等问题。
- 管道和 FIFO 都是单向的，如果须要双向通信，则须要建设两个管道或 FIFO。
以上，如果感觉对你有帮忙，点个赞再走吧，这样 @知微之见也有更新上来的能源！
也欢送私信我，一起交换！
