linux编程之pipe()函数详解

linux  /  管理员 发布于 7年前   251

管道是一种把两个进程之间的标准输入和标准输出连接起来的机制，从而提供一种让多个进程间通信的方法，当进程创建管道时，每次都需要提供两个文件描述符来操作管道。其中一个对管道进行写操作，另一个对管道进行读操作。对管道的读写与一般的IO系统函数一致，使用write()函数写入数据，使用read()读出数据。

#include<unistd.h>int pipe(int filedes[2]);

返回值：成功，返回0，否则返回-1。参数数组包含pipe使用的两个文件的描述符。fd[0]:读管道，fd[1]:写管道。

必须在fork()中调用pipe()，否则子进程不会继承文件描述符。两个进程不共享祖先进程，就不能使用pipe。但是可以使用命名管道。

当管道进行写入操作的时候，如果写入的数据小于128K则是非原子的，如果大于128K字节，缓冲区的数据将被连续地写入管道，直到全部数据写完为止，如果没有进程读取数据，则将一直阻塞,如下：

在上例程序中，子进程一次性写入128K数据，当父进程将全部数据读取完毕的时候，子进程的write()函数才结束阻塞并且

返回写入信息。

命名管道FIFO

管道最大的劣势就是没有名字，只能用于有一个共同祖先进程的各个进程之间。FIFO代表先进先出，单它是一个单向数据流，也就是半双工，和

管道不同的是：每个FIFO都有一个路径与之关联，从而允许无亲缘关系的进程访问。       

#include <sys/types.h>    #include <sys/stat.h>   int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

这里pathname是路径名,mode是sys/stat.h里面定义的创建文件的权限.

有亲缘关系进程间的fifo的例子

/* * 有亲缘关系的进程间的fifo的使用 * fifo 使用的简单例子 */#include "../all.h"#define FIFO_PATH "/tmp/hover_fifo"void do_sig(int signo){  if (signo == SIGCHLD)    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)      ;}intmain(void){  int ret;  int fdr, fdw;  pid_t pid;  char words[10] = "123456789";  char buf[10] = {'\0'};      // 创建它,若存在则不算是错误,  // 若想修改其属性需要先打开得到fd,然后用fcntl来获取属性,然后设置属性.  if (((ret = mkfifo(FIFO_PATH, FILE_MODE)) == -1)&& (errno != EEXIST))    perr_exit("mkfifo()");  fprintf(stderr, "fifo : %s created successfully!\n", FIFO_PATH);  signal(SIGCHLD, do_sig);  pid = fork();  if (pid == 0) { // child    if ((fdr = open(FIFO_PATH, O_WRONLY)) < 0) // 打开fifo用来写      perr_exit("open()");    sleep(2);    // 写入数据    if (write(fdr, words, sizeof(words)) != sizeof(words))       perr_exit("write");    fprintf(stderr, "child write : %s\n", words);    close(fdw);  } else if (pid > 0) { // parent    if ((fdr = open(FIFO_PATH, O_RDONLY)) < 0) // 打开fifo用来读      perr_exit("open()");    fprintf(stderr, "I father read, waiting for child ...\n");    if (read(fdr, buf, 9) != 9) //读数据      perr_exit("read");    fprintf(stderr, "father get buf : %s\n", buf);    close(fdr);  }  // 到这里fifo管道并没有被删除,必须手动调用函数unlink或remove删除.  return 0;  }

 从例子上可以看出使用fifo时需要注意:

*fifo管道是先调用mkfifo创建,然后再用open打开得到fd来使用.

*在打开fifo时要注意,它是半双工的的,一般不能使用O_RDWR打开,而只能用只读或只写打开.

fifo可以用在非亲缘关系的进程间,而它的真正用途是在服务器和客户端之间. 由于它是半双工的所以,如果要进行客户端和服务器双方的通信的话,

每个方向都必须建立两个管道,一个用于读,一个用于写.

下面是一个服务器,对多个客户端的fifo的例子:

server 端的例子:

/* * FIFO server */#include "all.h"intmain(void){  int fdw, fdw2;  int fdr;  char clt_path[PATH_LEN] = {'\0'};  char buf[MAX_LINE] = {'\0'};  char *p;  int n;    if (mkfifo(FIFO_SVR, FILE_MODE) == -1 && errno != EEXIST)      perr_exit("mkfifo()");    if ((fdr = open(FIFO_SVR, O_RDONLY)) < 0)      perr_exit("open()");  /*    * 根据fifo的创建规则, 若从一个空管道或fifo读,    * 而在读之前管道或fifo有打开来写的操作, 那么读操作将会阻塞    * 直到管道或fifo不打开来读, 或管道或fifo中有数据为止.    *   * 这里,我们的fifo本来是打开用来读的,但是为了,read不返回0,   * 让每次client端读完都阻塞在fifo上,我们又打开一次来读.   * 见unpv2 charper 4.7   */  if ((fdw2 = open(FIFO_SVR, O_WRONLY)) < 0)      fprintf(stderr, "open()");    while (1) {    /* read client fifo path from FIFO_SVR */   /* 这里由于FIFO_SVR有打开来写的操作,所以当管道没有数据时,    * read会阻塞,而不是返回0.    */    if (read(fdr, clt_path, PATH_LEN) < 0) {      fprintf(stderr, "read fifo client path error : %s\n", strerror(errno));        break;    }    if ((p = strstr(clt_path, "\r\n")) == NULL) {      fprintf(stderr, "clt_path error: %s\n", clt_path);      break;    }    *p = '\0';    DBG("clt_path", clt_path);    if (access(clt_path, W_OK) == -1) { // client fifo ok, but no permission      perror("access()");        continue;    }    /* open client fifo for write */    if ((fdw = open(clt_path, O_WRONLY)) < 0) {      perror("open()");        continue;    }    if ((n = read(fdr, buf, WORDS_LEN)) > 0) { /* read server words is ok */      printf("server read words : %s\n", buf);      buf[n] = '\0';      write(fdw, buf, strlen(buf));      }  }    close(fdw);    unlink(FIFO_SVR);  exit(0);}

客户端的例子: 

/* * Fifo client * */#include "all.h"intmain(void){  int fdr, fdw;  pid_t pid;    char clt_path[PATH_LEN] = {'\0'};  char buf[MAX_LINE] = {'\0'};  char buf_path[MAX_LINE] = {'\0'};    snprintf(clt_path, PATH_LEN, FIFO_CLT_FMT, (long)getpid());      DBG("clt_path1 = ", clt_path);  snprintf(buf_path, PATH_LEN, "%s\r\n", clt_path);  if (mkfifo(clt_path, FILE_MODE) == -1 && errno != EEXIST)      perr_exit("mkfifo()");  /* client open clt_path for read   * open server for write     */  if ((fdw = open(FIFO_SVR, O_WRONLY)) < 0)     perr_exit("open()");    /* write my fifo path to server */    if (write(fdw, buf_path, PATH_LEN) != PATH_LEN)        perr_exit("write()");  if (write(fdw, WORDS, WORDS_LEN) < 0)  /* write words to fifo server */    perr_exit("error");  if ((fdr = open(clt_path, O_RDONLY)) < 0)      perr_exit("open()");  if (read(fdr, buf, WORDS_LEN) > 0) {   /* read reply from fifo server */    buf[WORDS_LEN] = '\0';    printf("server said : %s\n", buf);  }    close(fdr);  unlink(clt_path);    exit(0);}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。