程序間通信-管道
程序間通信-管道
一、管道簡述
- 管道是Unix中最古老的
程序間通信
- 我們把從一個程序連接配接到另一個程序的一個資料流稱為一個“
管道
- 我們通常把是把一個程序的
輸出
管接
輸入
- 管道實作
通信原理
- 每個程序各自有不同的使用者位址空間，任何一個程序的全局變量在另一個程序中都看不 到，是以程序之間要交換資料必須通過核心，在核心中開辟一塊緩沖區，程序1把資料從使用者空間拷到核心緩沖區，程序2再從核心緩沖區把資料讀走，核心提供的這種機制稱為程序間通信（IPC，InterProcess Communication）。
-
Linux - 管道 程式間通信-管道 一、管道簡述二、在shell中使用管道三、pipe管道四、fifo有名管道
二、在shell中使用管道
-
連結shell指令
command1 | command2 | command3
操作符是：”
|
”,它隻能處理經由前面一個指令傳出的
正确輸出資訊
，對
錯誤資訊
沒有直接處理能力。然後，
傳遞
給下一個指令，作為
标準的輸入
.
管理指令的輸出說明：
【指令1】 正确輸出，作為 【指令2】的輸入 然後**【指令2】的輸出作為【指令3】的輸入 ，【指令3】輸出就會直接顯示在螢幕**上面了。
通過管道之後【指令1】和【指令2】的正确輸出不顯示在螢幕上面
【提醒注意】：
- 管道指令隻處理前一個指令正确輸出，不處理錯誤輸出；
- 管道指令右邊指令，必須能夠接收标準輸入流指令才行；
舉例應用：
- 讀出logcat.log檔案的内容，通過管道轉發給grep作為輸入内容
cat logcat.log | grep –n ‘ActivitManager’
- who|grep tty|wc –l 顯示從控制台登入的人數
who|grep tty|wc –l
三、pipe管道
3.1- pipe函數說明
管道是一種最基本的IPC機制，可由pipe函數建立：
#include <unistd.h>
int pipe(int filedes[2]);
-
pipe管道
有血緣關系
fork
- 調用
pipe函數
核心
緩沖區（稱為管道）
用于通信，它有一個讀端一個
寫端，然後通過
filedes參數
檔案描述符
，filedes[0]指向管道的讀
端，filedes[1]指向管道的寫端（很好記，就像0是标準輸入1是标準輸出一樣）。是以管道 在使用者程式看起來就像一個打開的檔案，通過
read(filedes[0]);
write(filedes[1]);
-
pipe函數
-1
3.2- pipe函數實作通信的原理
- 1.
父程序
檔案描述符
管道的兩端
- 2.父程序調用
fork
子程序
管道
- 3.
父程序關閉管道讀端，子程序關閉管道寫端
環形隊列
程序間通信
3.3-應用示例： 父程序寫，子程序讀
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
int fd[2];
pid_t pid;
char str_write[1024] = "hello, I am content.";
char str_read[1024] = {0};
//建立管道，參數fd作為要傳出去的兩個檔案描述符
if(pipe(fd) < 0)
{
//建立管道失敗
perror("pipe");
exit(1);
}
//建立子程序
pid = fork();
//fd[0] 讀端 ， fd[1] 寫端
//父程序
if(pid > 0)
{
close(fd[0]);//父程序 關閉讀端
write(fd[1],str_write,strlen(str_write));
wait(NULL);//立即阻塞父程序，等待子程序退出
}
//子程序
else if (pid == 0)
{
int len;
close(fd[1]);//子程序 關閉寫端
len = read(fd[0],str_read,sizeof(str_read));
write(STDOUT_FILENO,str_read,len);//把str_read輸出到終端
}
return 0;
}
3.4- 管道讀寫規則
- 如果試圖
從管道寫端讀取資料
- 當
沒有資料可讀時
，read調用就會阻塞，即程序暫停執行，一直等到有資料來到為止。
如果管道的
另一端已經被關閉
- 如果管道的
寫端不存在
- 當管道的
寫端存在
- 向管道中
寫入資料
原子性
四、fifo有名管道
4.1-fifo有名管道簡述
-
匿名管道
共同祖先
親緣關系
）的程序間通信。
如果我們想在
不相關
FIFO檔案
命名管道
- 命名管道可以從指令行上建立，指令行方法是使用下面這個指令：
-
$ mkfifo filename
-
- 命名管道也可以從程式裡建立，相關函數有：
-
int mkfifo(const char *filename,mode_t mode); ``` -
mkfifo
FIFO檔案
p
4.2- FIFO的打開規則：
- 如果目前打開操作是為
讀
寫
阻塞直到有相應程序為寫而打開該FIFO
- 如果目前打開操作是為
寫
讀
可能阻塞直到有相應程序為讀而打開該FIFO
4.3-應用示例
用來寫FIFO檔案：fifo_w.c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<string.h>
// write
void sys_err(char *str,int exitno)
{
perror(str);
exit(exitno);
}
int main(int argc, char*argv[])
{
int fd;
char buf[1024] = "hello world\n";
if(argc < 2)
{
printf("enter fifoname\n");
exit(1);
}
fd = open(argv[1],O_WRONLY);
if(fd<0)
{
sys_err("open",1);
}
write(fd,buf,strlen(buf));
close(fd);
return 0;
}
用來讀FIFO檔案：fifo_r.c
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
//read
void sys_err(char *str,int exitno)
{
perror(str);
exit(exitno);
}
int main(int argc, char*argv[])
{
int fd;
char buf[1024];
int len;
if(argc < 2)
{
printf("enter fifoname\n");
exit(1);
}
fd = open(argv[1],O_RDONLY);
if(fd<0)
{
sys_err("open",1);
}
len= read(fd,buf,sizeof(buf));
write(STDOUT_FILENO,buf,len);
close(fd);
return 0;
}
終端上測試：
1.建立FIOF檔案
2.編譯檔案
3.在
終端1
上執行
fifo_r
（用來讀 建立的 fifo1檔案中的資料）
但是現在沒有程序為
寫
而打開該fifo1，是以終端1
被阻塞
4.打開終端2，執行
fifo_w
（用來向 建立的 fifo1檔案中寫入資料）
5.此時切換回
終端1
，可以看到已經讀到資料