IPC（进程间通信）
一、为什么需要IPC？
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进程空间都是独立的（虚拟地址空间隔离）
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但进程之间有数据共享 或交换需求
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需要一种机制让进程间能够通信
二、IPC通信方式分类
1. 古老的通信方式
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无名管道（匿名管道）
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有名管道（FIFO）
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信号（Signal）
注意 ：管道是自动申请资源并继续运行程序
2. IPC对象通信（System V IPC）
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消息队列（用的相对少，不讨论）
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共享内存
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信号量集
主要用于：System V、BSD、SUSE、Fedora、kernel.org等系统
3. Socket通信
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主要用于网络通信
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也可用于本地进程间通信
三、管道底层实现
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底层数据结构：队列（先进先出）
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无名管道 （Unnamed Pipe）=>
pipe- 只能用于有亲缘关系的进程通信（如父子进程）
四、管道特性
1. 工作模式
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半双工工作模式
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实际编程中，通常当作单工使用
2. 文件特性
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所有管道都是特殊文件
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不支持定位操作
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lseek→ 用于文件描述符 -
fseek→ 用于FILE*
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建议使用文件IO ：
open,read,write,close -
可选使用标准IO （带缓冲区）：
fgets,fread,fgetc
3. 编程顺序
创建管道 → fork → 读写管道 → 关闭管道五、管道行为分析
1. 写端行为
读端存在，一直向管道写：
- 超过64K（默认缓冲区大小）→ 写会阻塞
- 原因：写段写的太快2. 读端行为
写端存在，从管道读：
- 如果管道为空 → 读会阻塞
- 原因：读段读的太快3. 管道破裂（Broken Pipe）
读端关闭，继续写管道：
- 导致写段进程收到SIGPIPE信号
- 默认行为：进程退出4. 管道结束
写端关闭，读管道：
- 如果管道没有内容 → read返回0
- 表示：进程间通信结束六、有名管道（FIFO）
1. 特点
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有名管道 =>
fifo -
可以用于任意单机进程通信
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在文件系统中可见（有文件名称）
2. 编程步骤
创建有名管道 → 打开有名管道 → 读写管道 → 关闭管道 → 卸载有名管道3. 特性
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具有无名管道所有特性
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额外特性：
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如果有一端没有打开
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open函数会阻塞直到另一端也打开
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七、相关函数
1. pipe函数
int pipe(int pipefd[2]);-
功能：创建并打开一个无名管道
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参数：
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pipefd[0]→ 无名管道的固定读端 -
pipefd[1]→ 无名管道的固定写端
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返回值：
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成功：0
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失败：-1
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2. mkfifo函数
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);-
功能：在指定路径下创建有名管道文件
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参数：
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pathname→ 要创建的有名管道路径+名称 -
mode→ 八进制文件权限（如0666）
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返回值：
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成功：0
-
失败：-1
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八、使用场景对比
| 特性 | 无名管道 | 有名管道 |
|---|---|---|
| 关系要求 | 必须有亲缘关系 | 任意进程 |
| 文件可见性 | 不可见 | 文件系统可见 |
| 创建方式 | pipe() |
mkfifo() |
| 打开阻塞 | 不适用 | open会阻塞 |
| 生命周期 | 随进程结束 | 持久存在直到删除 |
九、注意事项
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管道是半双工 的，但通常按单工使用
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管道不能定位，只能顺序读写
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注意处理管道破裂（SIGPIPE信号）
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读写阻塞是正常现象，需要合理设计程序逻辑
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及时关闭不需要的文件描述符，避免资源泄漏