标签：阻塞 无名 进程 管道 fd 关闭 命名 读端

管道的实质：内核中的一块缓冲区

 

管道是单工的，数据只能从一个方向流向另外一个方向（单向）；想要双向通信时，需要建立两个管道。

先写进管道中的数据先被读出。

 

无名管道：

　　用于有血缘关系的进程

　　int pipe(int fd[2])

　　返回：成功返回0；失败：-1

 

 

 因为pipe函数在fork之前调用，所以只在内核中创建了一个管道，但是文件描述符却被复制了一份；

当父进程要写时，必须先关闭读端fd[0]，在往写端fd[1]里面写,写完再关闭写端；子进程就要先关闭写端fd[1]，在从读端fd[0]中读取，读完再关闭读端。=====》单工

//一个进程往管道里写，另一个进程从管道中读
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>


char *cmd1[] = {"cat","/etc/passwd",NULL};
char *cmd2[] = {"grep","root",NULL};


int main(void)
{
    pid_t pid;
    int fd[2];
    if(pipe(fd) < 0){
        printf("pipe failed!!\n ");
        exit(0);
    }
    for(int i = 0;i < 2;i++){
        pid = fork();
        if(pid < 0){
            printf("fork failed!!!\n");
            exit(0);
        }else if(pid == 0){//child process
            if(i == 0){  //first child  往管道里面写
                //先关闭读端
                close(fd[0]);
                //cat命令时输出到调准输出上的，所以要将输出重定向到管道的写端
                if(dup2(fd[1],STDOUT_FILENO) != STDOUT_FILENO){//标准输出现在是指向fd[1]
                    printf("dup2 failed !!!\n");
                    exit(0);
                }
                close(fd[1]);
                if(execvp(cmd1[0],cmd1) < 0){
                    printf("execvp error!!!\n");
                    exit(1);
                }
                
                break;
            }
            if(i == 1){//second child   从管道里面读
                //写关闭写端
                close(fd[1]);
                //grep命令是从标准输入读取，我们到从管道中读取，所以要将标准输入重定向到管道的读端
                if(dup2(fd[0],STDIN_FILENO) != STDIN_FILENO){//标准输出现在是指向fd[1]
                    printf("dup2 error !!!\n");
                    exit(0);
                }
                close(fd[0]);
                if(execvp(cmd2[0],cmd2) < 0){
                    perror("error:");
                    exit(1);
                }
        
                break;
            }           
        }else{//parent process
            if(1 == i){
                close(fd[0]);
                close(fd[1]);
                wait(NULL);
                wait(NULL);
            }            
        }
        
    }
    
    return 0;
}

管道是阻塞性的，若管道中没有数据，读取管道的那个进程将阻塞；

当一个进程不断往管道里面写数据并且没有进程从管道中读数据，只要管道没有装满就可以，一旦装满了就会报错。====》管道中的数据读了就没有了

 

不完整管道：

　　当读一个写端已被关闭的管道（父子进程都将fd[1]关闭了），当把管道中的数据读完后，read会返回0

　　当写一个读端已被关闭的管道（父子进程都将fd[0]关闭了），会产生一个SIGPIPE信号，写的那个进程可以忽略或捕捉这个信号。同时这个进程中的errorno被设置为EPIPE

 

标准库中管道的操作:

　　

 

　　popen函数和system函数类似；

 　　popen函数的内部实现原理：

　　

 

 命名管道：

　　int mkfifo(const char *pethname ,mode_t mode)

　　可以在两个没有任何关系的进程间通信；

　　命名管道本质也是内核中的一块缓存，但是他又在文件系统中以一个特俗的设备文件（管道文件）存在。=====>命名管道

　　在文件系统中只有一个索引块（i节点）存放文件的路径，没有数据块，所有数据是存放在内核中的；

　　命名管道读和写必须同时打开（即以读打开管道的进程和以写打开的进程都要运行），否则单独读或单独写会引起进程阻塞（即只有一个进程在运行就会阻塞）

 

命名管道和匿名管道的区别：

　　相同点：

　　　　都是阻塞性的读写；

　　　　都是用与socket的网络通信

　　　　阻塞不完整管道（有一端关闭）：

　　　　　　当读一个写端已被关闭的管道（父子进程都将fd[1]关闭了），当把管道中的数据读完后，read会返回0

　　　　　　当写一个读端已被关闭的管道（父子进程都将fd[0]关闭了），会产生一个SIGPIPE信号，写的那个进程可以忽略或捕捉这个信号。同时这个进程中的errorno被设置为EPIPE　

　　　　阻塞完整管道（两端都开启）：

　　　　　　读时，要么阻塞，要么读到数据

　　　　　　写时，写满管道出错

　　　　非阻塞不完整管道（有一端关闭）：

　　　　　　单纯读时直接报错；

　　　　　　当写一个读端已被关闭的管道（父子进程都将fd[0]关闭了），会产生一个SIGPIPE信号，写的那个进程可以忽略或捕捉这个信号。同时这个进程中的errorno被设置为EPIPE

　　　　非阻塞完整管道（两端都开启）：

　　　　　　读时，直接报错；

　　　　　　写时，写满管道出错

　　不同点：

 　　　　打开方式不一样；

　　　　pipe通过fcntl系统调用设置O_NONBLOCK来设置非阻塞读写；

　　　　FIFO可以通过fcntl或open来设置非阻塞；

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