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電子發燒友網>電子資料下載>嵌入式開發>Linux系統管道和有名管道的通信機制解析

Linux系統管道和有名管道的通信機制解析

2017-11-07 | rar | 0.3 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

Linux 進程間通信的幾種主要手段。其中管道和有名管道是最早的進程間通信機制之一,管道可用于具有親緣關系進程間的通信,有名管道克服了管道沒有名字的限制,因此,除具有管道所具有的功能外,它還允許無親緣關系進程間的通信。 認清管道和有名管道的讀寫規則是在程序中應用它們的關鍵,本文在詳細討論了管道和有名管道的通信機制的基礎上,用實例對其讀寫規則進行了程序驗證,這樣做有利于增強讀者對讀寫規則的感性認識,同時也提供了應用范例。
  管道概述及相關API應用
  管道相關的關鍵概念
  管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一,具有以下特點:
  管道是半雙工的,數據只能向一個方向流動;需要雙方通信時,需要建立起兩個管道;
  只能用于父子進程或者兄弟進程之間(具有親緣關系的進程);
  單獨構成一種獨立的文件系統:管道對于管道兩端的進程而言,就是一個文件,但它不是普通的文件,它不屬于某種文件系統,而是自立門戶,單獨構成一種文件系統,并且只存在與內存中。
  數據的讀出和寫入:一個進程向管道中寫的內容被管道另一端的進程讀出。寫入的內容每次都添加在管道緩沖區的末尾,并且每次都是從緩沖區的頭部讀出數據。
  管道的創建:
  #include int pipe(int fd[2])
  該函數創建的管道的兩端處于一個進程中間,在實際應用中沒有太大意義,因此,一個進程在由pipe()創建管道后,一般再fork一個子進程,然后通過管道實現父子進程間的通信(因此也不難推出,只要兩個進程中存在親緣關系,這里的親緣關系指的是具有共同的祖先,都可以采用管道方式來進行通信)。
  管道的讀寫規則:
  管道兩端可分別用描述字fd[0]以及fd[1]來描述,需要注意的是,管道的兩端是固定了任務的。即一端只能用于讀,由描述字fd[0]表示,稱其為管道讀端;另一端則只能用于寫,由描述字fd[1]來表示,稱其為管道寫端。如果試圖從管道寫端讀取數據,或者向管道讀端寫入數據都將導致錯誤發生。一般文件的I/O函數都可以用于管道,如close、read、write等等。
  從管道中讀取數據:如果管道的寫端不存在,則認為已經讀到了數據的末尾,讀函數返回的讀出字節數為0;當管道的寫端存在時,如果請求的字節數目大于PIPE_BUF,則返回管道中現有的數據字節數,如果請求的字節數目不大于PIPE_BUF,則返回管道中現有數據字節數(此時,管道中數據量小于請求的數據量);或者返回請求的字節數(此時,管道中數據量不小于請求的數據量)。注:(PIPE_BUF在include/Linux/limits.h中定義,不同的內核版本可能會有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF至少為512字節,red hat 7.2中為4096)。
  關于管道的讀規則驗證:
  * readtest.c *
  #include
  #include
  #include
  main()
  {
  int pipe_fd[2];
  pid_t pid;
  char r_buf[100];
  char w_buf[4];
  char* p_wbuf;
  int r_num;
  int cmd;
  memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));
  memset(w_buf,0,sizeof(r_buf));
  p_wbuf=w_buf;
  if(pipe(pipe_fd)《0)
  {
  printf(“pipe create errorn”);
  return -1;
  }
  if((pid=fork())==0)
  {
  printf(“n”);
  close(pipe_fd[1]);
  sleep(3);//確保父進程關閉寫端
  r_num=read(pipe_fd[0],r_buf,100);
  printf( “read num is %d the data read from the pipe is %dn”,r_num,atoi(r_buf));
  close(pipe_fd[0]);
  exit();
  }
  else if(pid》0)
  {
  close(pipe_fd[0]);//read
  strcpy(w_buf,“111”);
  if(write(pipe_fd[1],w_buf,4)!=-1)
  printf(“parent write overn”);
  close(pipe_fd[1]);//write
  printf(“parent close fd[1] overn”);
  sleep(10);
  }
  }
  程序輸出結果:
  * parent write over
  * parent close fd[1] over
  * read num is 4 the data read from the pipe is 111
  附加結論:管道寫端關閉后,寫入的數據將一直存在,直到讀出為止。
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