linux匿名管道 - 技术栈

进程通信

目的

数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程

资源共享：多个进程之间共享同样的资源。

通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它（它们）发生了某种事件（如进程终止时要通知父进程）。

进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变。

我们知道进程拥有独立的地址空间，如果想要进程间进行通信的话就必须让两者能够共享一段资源。管道就是这样一个共享资源，它是一个内存级别的文件，只是存在与内存当中，磁盘上不存在。下面直接介绍一个函数

#include <unistd.h>

功能:创建一无名管道

int pipe(int fd $2$ );

参数

fd：文件描述符数组,其中fd $0$ 表示读端, fd $1$ 表示写端

返回值:成功返回0，失败返回错误代码

下面我们用图来解释一下上面的函数

首先我们每一个进程再调用pipe函数的时候都会产生通道，一个通道进行读，一个通道进行写，当我们创建子进程的时候，父子两个进程都有通向这一段资源的通道，这段资源就是我们说的管道，且父子进程都有读和写的权限，但是管道是一个单项的，里面的信息只能从一边流向另外一边，所以在通信的时候，如果一个进程想要对另外一个进程发消息，一个进程需要关掉读的通道，另外一个进程就必须关闭写的通道，这样才能保证数据是单向流动的。

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include <unistd.h>


using namespace std;

int main()
{
    int fds[2]={0};                     //pipe中的参数是输出型的
    int n=pipe(fds);
    if(n!=0)
    {
        cerr<<"pipe error"<<endl;
        return 1;
    }
    pid_t id=fork();
    if(id<0)
    {
        cerr<<"fork error"<<endl;
        return 2;
    }
    else if(id==0)
    {
        //子进程
        close(fds[0]);            //关闭读通道
        int cnt=0;
        int total=0;
        while(true)
        {
            string message="hello world";
            total+=::write(fds[1],message,message.size());
            cnt++;
            cout<<"total:"<<total<<endl;
            sleep(2);
        }
    }
    else
    {
        //父进程
        close(fds[1]);
        char buffer[1024];
        while(true)
        {
            sleep(2);
            ssize_t n=::read(fds[0],buffer,1024);
            cout<<"message from child"<<buffer<<endl;
        }
    }

    return 0;
}

运行结果

在上面的程序当中，我们创建了两个进程，实现了子进程给父进程发消息的功能，但是有些地方我们需要注意，在上面的程序当中，出现了：：，表示系统调用

1.当管道为空的时候，read系统调用会阻塞

2.当管道为满的时候，write系统调用会阻塞

3.当管道写端关闭，读端还是开启的时候，会读到0，表示文件末尾

4.写端正常，读端关闭，系统会杀死写进程

下面介绍一些匿名管道的特性

1.匿名管道长用于父子

2.单向数据通信