Linux系统编程之进程间通信方式：管道二

管道的特点

每个管道只有一个页面作为缓冲区，该页面是按照环形缓冲区的方式来使用的。这种访问方式是典型的“生产者——消费者”模型。当“生产者”进程有大量的数据需要写时，而且每当写满一个页面就需要进行睡眠等待，等待“消费者”从管道中读走一些数据，为其腾出一些空间。相应的，如果管道中没有可读数据，“消费者” 进程就要睡眠等待，具体过程如下图所示：

默认的情况下，从管道中读写数据，最主要的特点就是阻塞问题（这一特点应该记住），当管道里没有数据，另一个进程默认用 read() 函数从管道中读数据是阻塞的。

测试代码如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main(int argc, char *argv[])

{

int fd_pipe[2] = {0};

pid_t pid;

if( pipe(fd_pipe) < 0 ){// 创建无名管道

perror("pipe");

}

pid = fork(); // 创建进程

if( pid < 0 ){ // 出错

perror("fork");

exit(-1);

}

if( pid == 0 ){ // 子进程

_exit(0);

}else if( pid > 0){// 父进程

wait(NULL); // 等待子进程结束，回收其资源

char str[50] = {0};

printf("before read\n");

// 从管道里读数据，如果管道没有数据， read()会阻塞

read(fd_pipe[0], str, sizeof(str));

printf("after read\n");

printf("str=[%s]\n", str); // 打印数据

}

return 0;

}

运行结果：

当然，我们编程时可通过 fcntl() 函数设置文件的阻塞特性。

设置为阻塞：fcntl(fd, F_SETFL, 0);

设置为非阻塞：fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);

测试代码如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main(int argc, char *argv[])

{

int fd_pipe[2] = {0};

pid_t pid;

if( pipe(fd_pipe) < 0 ){// 创建无名管道

perror("pipe");

}

pid = fork(); // 创建进程

if( pid < 0 ){ // 出错

perror("fork");

exit(-1);

}

if( pid == 0 ){ // 子进程

sleep(3);

char buf[] = "hello, edu";

write(fd_pipe[1], buf, strlen(buf)); // 写数据

_exit(0);

}else if( pid > 0){// 父进程

fcntl(fd_pipe[0], F_SETFL, O_NONBLOCK); // 非阻塞

//fcntl(fd_pipe[0], F_SETFL, 0); // 阻塞

while(1){

char str[50] = {0};

read( fd_pipe[0], str, sizeof(str) );//读数据

printf("str=[%s]\n", str);

sleep(1);

}

}

return 0;

}

运行结果：

默认的情况下，从管道中读写数据，还有如下特点（知道有这么回事就够了，不用刻意去记这些特点）：

1）调用 write() 函数向管道里写数据，当缓冲区已满时 write() 也会阻塞。

测试代码如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main(int argc, char *argv[])

{

int fd_pipe[2] = {0};

pid_t pid;

char buf[1024] = {0};

memset(buf, 'a', sizeof(buf)); // 往管道写的内容

int i = 0;

if( pipe(fd_pipe) < 0 ){// 创建无名管道

perror("pipe");

}

pid = fork(); // 创建进程

if( pid < 0 ){ // 出错

perror("fork");

exit(-1);

}

if( pid == 0 ){ // 子进程

while(1){

write(fd_pipe[1], buf, sizeof(buf));

i++;

printf("i ======== %d\n", i);

}

_exit(0);

}else if( pid > 0){// 父进程

wait(NULL); // 等待子进程结束，回收其资源

}

return 0;

}

运行结果：

2）通信过程中，别的进程先结束后，当前进程读端口关闭后，向管道内写数据时，write() 所在进程会（收到 SIGPIPE 信号）退出，收到 SIGPIPE 默认动作为中断当前进程。

测试代码如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main(int argc, char *argv[])

{

int fd_pipe[2] = {0};

pid_t pid;

if( pipe(fd_pipe) < 0 ){// 创建无名管道

perror("pipe");

}

pid = fork(); // 创建进程

if( pid < 0 ){ // 出错

perror("fork");

exit(-1);

}

if( pid == 0 ){ // 子进程

//close(fd_pipe[0]);

_exit(0);

}else if( pid > 0 ){// 父进程

wait(NULL); // 等待子进程结束，回收其资源

close(fd_pipe[0]); // 当前进程读端口关闭

char buf[50] = "12345";

// 当前进程读端口关闭

// write()会收到 SIGPIPE 信号，默认动作为中断当前进程

write(fd_pipe[1], buf, strlen(buf));

while(1); // 阻塞

}

return 0;

}

运行结果：