自学嵌入式day34，ipc进程间通信

IPC（进程间通信）概述

进程空间独立，但进程间常需数据共享或交换，因此需要IPC机制。IPC允许不同进程高效协作，例如数据传输、同步操作等。IPC方式多样，可根据需求选择。

IPC主要种类

古老通信方式：包括无名管道、有名管道和信号。
IPC对象通信：如共享内存、信号量集（消息队列相对少用）。
Socket通信：适用于网络环境。

管道底层实现基于队列，支持高效数据传输。下面重点讨论无名管道和有名管道。

无名管道（匿名管道）

无名管道仅适用于有亲缘关系的进程（如父子进程）。它基于文件描述符操作，特性如下：

半双工模式：通常用作单工（单向通信）。
不支持定位操作（如lseek）。
使用文件IO（open, read, write, close）或标准IO（带缓冲区）。
阻塞行为：
- 读端存在时，写操作超过64KB会阻塞。
- 写端存在时，读操作在管道为空时会阻塞。
- 读端关闭后，写操作会导致写进程退出。
- 写端关闭后，读操作返回0表示结束。

编程步骤

创建管道。
读写管道。
关闭管道。

函数原型

c 复制代码

int pipe(int pipefd[2]);

功能：创建并打开无名管道。
参数：
- pipefd[0]：固定读端。
- pipefd[1]：固定写端。
返回值：成功返回0，失败返回-1。

示例使用：

c 复制代码

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    int pipefd[2];
    pid_t pid;
    
    if (pipe(pipefd) == -1) {
        perror("pipe error");
        return -1;
    }
    
    pid = fork();
    if (pid == 0) { // 子进程：写数据
        close(pipefd[0]); // 关闭读端
        write(pipefd[1], "Hello", 6);
        close(pipefd[1]);
    } else if (pid > 0) { // 父进程：读数据
        close(pipefd[1]); // 关闭写端
        char buf[10];
        read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));
        printf("Received: %s\n", buf);
        close(pipefd[0]);
    }
    return 0;
}

有名管道

有名管道（FIFO）适用于任意单机进程，在文件系统中可见（有路径名）。特性与无名管道一致，额外特性：

一端未打开时，open函数会阻塞。

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（可选）。

函数原型

c 复制代码

int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

功能：创建有名管道文件。
参数：
- pathname：文件路径和名称。
- mode：八进制权限（如0666）。
返回值：成功返回0，失败返回-1。

示例使用：

c 复制代码

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    const char *fifo_path = "/tmp/myfifo";
    
    // 创建有名管道
    if (mkfifo(fifo_path, 0666) == -1) {
        perror("mkfifo error");
        return -1;
    }
    
    // 进程A：写数据
    int fd = open(fifo_path, O_WRONLY);
    write(fd, "Data from A", 12);
    close(fd);
    
    // 进程B：读数据
    fd = open(fifo_path, O_RDONLY);
    char buf[20];
    read(fd, buf, sizeof(buf));
    close(fd);
    
    // 可选：卸载管道
    unlink(fifo_path);
    return 0;
}

总结

无名管道适合亲缘进程，简单高效。
有名管道扩展至任意进程，但需文件系统管理。
管道通信需注意阻塞和关闭行为，避免死锁或数据丢失。实际应用中，结合进程同步机制（如信号量）可增强可靠性。