【Linux系统】进程间通信:认识命名管道

认识命名管道

1、命名管道的概念

  • 管道应用的一个限制就是只能在具有共同祖先(具有亲缘关系)的进程间通信,即需要存在子进程继承父进程资源这层关系。
  • 如果我们想在不相关的进程之间交换数据(即在任意两个进程间通信),可以使用 FIFO 文件来做这项工作,它经常被称为命名管道。
  • 匿名管道是一种特殊类型的文件。

2、创建一个命名管道

创建命名管道:用命令创建

命令 mkfifo [name] :创建一个 命名管道

实现进程间通信:

(1)使用命令在当前目录下创建一个命名管道文件:myfifo

(2)同时开两个窗口,各自开一个进程,进程一向命名管道中写入 hello world,另一个进程接收到了信息!

创建命名管道:程序中代码创建
c 复制代码
int main(int argc, char *argv[])
{
    mkfifo("p2", 0644);
    return 0;
}

3、匿名管道与命名管道的区别

  • 匿名管道由 pipe 函数创建并打开。
  • 匿名管道由 mkfifo 函数创建,打开该文件用 open
  • FIFO(命名管道)与pipe(匿名管道)之间唯一的区别在它们创建与打开的方式不同,一旦这些工作完成之后,它们具有相同的语义。

4、命名管道原理与设计的理解

为什么叫做命名管道?

  • 命名管道是一个真正存在的文件,它有自己的路径+文件名 ------代表-----> 具有唯一性!
  • 它也有自己的 inode,也是一种磁盘文件。

IPC的本质是什么:先让不同的进程,看到同一份资源!

命名管道的唯一性就可以让不同的进程,用同一个文件系统路径找到并操作同一个资源!!

🐻问题:既然命名管道是磁盘文件,我们可不可以使用一个普通文件充当这样的命名管道?

答:可以,但是不好! 普通文件和命名管道存在较大区别,管道文件是专门设计出来用于进程间通信,必然有其独特之处,它们的区别如下:

普通文件和命名管道的区别:

  • 管道文件无需刷新数据到磁盘: 普通文件写入修改数据都要刷新到磁盘中,而命名管道文件不用
  • 管道文件缓冲区容量较小: 只要磁盘不满,理论上普通文件可以不断写入,而命名管道文件会满,满了就自动停止写入
  • 管道文件存在通信保护机制: 多个进程操作同一个普通文件,可能会造成读写不一致,数据不一致的问题,而命名管道文件有互斥等保护机制

这几点都说明了管道文件是被特殊设计过的,俗话说:"术业有专攻"专业的事交给专业的人做!

🐻问题:为什么需要给命名管道文件创建一个磁盘文件结构,存储与磁盘中呢?

答:其实就是为了给他赋予一个文件名和路径,而其他操作都被特殊处理了!虽然命名管道是磁盘文件,但是很多磁盘文件的操作和功能都不会使用。命名管道文件只使用内核级缓冲区。

命名管道通信代码实现

由于篇幅限制,具体的讲解和实现放置于本篇博客:【Linux系统】进程间通信:实现命名管道通信

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