Linux多进程编程三——进程通信

2021-12-04 20:04:11 阅读：137 来源： 互联网

一、进程通信基础

1.什么是进程通信

　　进程是一个独立的资源分配单元，不同进程（这里所说的进程通常指的是用户进程）之间的资源是独立的，没有关联，不能在一个进程中直接访问另一个进程的资源。但是，进程不是孤立的，不同的进程需要进行信息的交互和状态的传递等，因此需要进程间通信( IPC：Inter Processes Communication )。

　　进程间通信的目的：

　　1.数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程

　　2.通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知其发生了某件事（如子进程终止需要通知父进程）

　　3.资源共享：多个进程之间共享同样的资源。

　　4.进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的运行（如DEBUG），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。

2.进程间通信方式分类

二、管道通信

1.匿名管道通信

1.概念

　　管道也叫无名（匿名）管道，它是是 UNIX 系统 IPC（进程间通信）的最古老形式，所有的 UNIX 系统都支持这种通信机制。统计一个目录中文件的数目命令：ls | wc –l，为了执行该命令，shell 创建了两个进程来分别执行 ls 和 wc。

2.（匿名）管道特点

　　1.管道其实是一个在内核内存中维护的缓冲器，这个缓冲器的存储能力是有限的，不同的操作系统大小不一定相同。

　　2.管道拥有文件的特质：读操作、写操作，匿名管道没有文件实体，有名管道有文件实体，但不存储数据。可以按照操作文件的方式对管道进行操作。

　　3.一个管道是一个字节流，使用管道时不存在消息或者消息边界的概念，从管道读取数据的进程可以读取任意大小的数据块，而不管写入进程写入管道的数据块的大小是多少。

　　4.通过管道传递的数据是顺序的，从管道中读取出来的字节的顺序和它们被写入管道的顺序是完全一样的。

　　5.在管道中的数据的传递方向是单向的，一端用于写入，一端用于读取，管道是半双工的。

　　6.从管道读数据是一次性操作，数据一旦被读走，它就从管道中被抛弃，释放空间以便写更多的数据，在管道中无法使用 lseek() 来随机的访问数据。

　　7.匿名管道只能在具有公共祖先的进程（父进程与子进程，或者两个兄弟进程，具有亲缘关系）之间使用。

　　8.管道的数据结构是逻辑上的环形队列，由读指针和写指针操作

3.匿名管道相关指令和匿名管道创建

ulimit -a//查看管道缓冲区大小命令
long fpathconf(int fd, int name); //查看管道缓冲大小函数
//name为可选宏参数
_PC_PIPE_BUF //为查看缓冲大小

　　这里缓冲区大小为8块512字节，一共4096字节。

　　创建匿名管道

/*

        #include <unistd.h>
        int pipe(int pipefd[2]);
        作用：创建一个匿名管道用作进程间的通信，
        参数：
            int pipefd[]数组为传出参数（即函数存），存放两个文件描述符
                pipefd[0]对应管道读端
                pipefd[1]对应管道写端
        返回值：
            -成功：0
            -失败：-1
        #########匿名管道只能在有亲缘关系的进程中通信
        #########管道默认是阻塞的，若管道无数据，read阻塞，若管道已满，write阻塞
*/

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>

//子进程发送数据给父进程，父进程读取到数据进行输出
int main(){
    //在父子进程创建之前创建管道
    int pipefd[2];
    int pipefd1[2];
    int ret = pipe(pipefd);
    int ret1 = pipe(pipefd1);
    if(ret==-1||ret1==-1){
        perror("pipe");
        exit(0);
    }
    pid_t pid;
    pid = fork();
    //父进程
    if(pid>0){
        printf("i am parent pid:%d\n", getpid());
        char buf[1024] = {0};
        while(1){
            //父进程管道1读取，管道2写入
            int len = read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));
            printf("parent recive : %s, pid:%d\n", buf, getpid());
            
            char * str = "hello, i am parent";
            write(pipefd1[1], str, strlen(str));
            sleep(1);
        }
    }
    //子进程
    else if(pid==0){
        printf("i am child pid:%d\n", getpid());
        char buf[1024] = {0};
        while(1){
            //子进程管道1写入，管道2读取
            char * str = "hello, i am child";
            write(pipefd[1], str, strlen(str));
            sleep(1);
            int len = read(pipefd1[0], buf, sizeof(buf));
            printf("child recive : %s, pid:%d\n", buf, getpid());
        }
        
    }
    return 0;

}

4.匿名管道读写特点

使用管道时，需注意（假设都是在I/O阻塞操作）　　

　　1.所有的写端都关闭了（管道写端引用计数为0），有进程从管道的读端读数据，那么管道中剩余的数据被读取后，再次读取就会返回0，就像已经读到了末尾一样

　　2.如果写端没有全关闭（管道写端引用计数大于0），而持有管道写端的进程没有向管道中写数据，这时候有进程从管道中读取数据，此时会阻塞，直到写端写入数据

　　3.如果读端都关闭了（管道读端引用计数为0），此时有进程向管道写数据，那么该进程会收到信号SIGPIPE，通常会导致进程异常终止

　　4.如果读端没有全关闭（管道读端引用计数大于0），此时写入数据会阻塞，直到读端读取数据

总结：
读：
管道中有数据：read实际读到的
管道中无数据：
　　写端全部关闭，read返回0
　　写端有未关闭，read阻塞等待
写：
管道读端全关闭，进程会异常终止（进程受到SIGPIPE信号）
管道读端没有全部关闭：
　　管道已满，阻塞
　　管道未满，进行写入

标签：int,编程,pid,匿名,管道,Linux,进程,读端
来源： https://www.cnblogs.com/hit-saber/p/15643028.html

本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享；
2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除；
5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。

ICode9