1程序間通信
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把資料從用
戶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）。
2pipe管道
管道是一種最基本的ipc機制，由pipe函數建立：
#include <unistd.h>
int pipe(int filedes[2]);
調用pipe函數時在核心中開辟一塊緩沖區（稱為管道）用于通信，它有一個讀端一個
寫端，然後通過filedes參數傳出給使用者程式兩個檔案描述符，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]);或者write(filedes[1]);
向這個檔案讀寫資料其實是在讀寫核心緩沖區。pipe函數調用成功傳回0，調用失敗返
回-1。
開辟了管道之後如何實作兩個程序間的通信呢？比如可以按下面的步驟通信。
1.父程序調用pipe開辟管道，得到兩個檔案描述符指向管道的兩端。
2.父程序調用fork建立子程序，那麼子程序也有兩個檔案描述符指向同一管道。
3.父程序關閉管道讀端，子程序關閉管道寫端。父程序可以往管道裡寫，子程序可以從
管道裡讀，管道是用環形隊列實作的，資料從寫端流入從讀端流出，這樣就實作了程序間通
信。
關于管道的圖
案例1：
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <wait.h>
int main(void)
{
int fd[2];
char str[1024] = "hello toto";
char buf[1024];
pid_t pid;
//fd[0]讀端
//fd[1]寫端
if (pipe(fd) < 0) {
perror("pipe");
exit(1);
}
pid = fork();
//父寫子讀
if (pid > 0) {
//父程序裡，關閉父讀
close(fd[0]);
sleep(5);
//這裡說明fd[1]是寫端，strlen表示的是寫的長度
write(fd[1], str, strlen(str));
//寫完之後要把檔案描述符關閉，不然會出現記憶體洩漏
close(fd[1]);
wait(null);
else if (pid == 0) {
int len, flags;
//子程序裡，關閉子寫
flags = fcntl(fd[0], f_getfl);
//表示fd[0]具有非阻塞屬性
flags |= o_nonblock;
fcntl(fd[0], f_setfl, flags);
tryagain:
len = read(fd[0], buf, sizeof(buf));
if (len == -1) {
if (errno == eagain) {
//這裡的是10是"tryagain\n"的長度
write(stdout_fileno, "tryagain\n", 10);
sleep(1);
goto tryagain;
}
else {
perror("read");
exit(1);
}
//這裡表示向螢幕中列印除結果
write(stdout_fileno, buf, len);
else {
perror("fork");
return 0;
}
案例2
運作結果：
總結：通過pipe函數實作兩個檔案描述符之間的關聯
使用管道有一些限制：
兩個程序通過一個管道隻能實作單向通信，比如上面的例子，父程序寫子程序讀，如果
有時候也需要子程序寫父程序讀，就必須另開一個管道。請讀者思考，如果隻開一個管道，
但是父程序不關閉讀端，子程序也不關閉寫端，雙方都有讀端和寫端，為什麼不能實作雙向
通信？
管道的讀寫端通過打開的檔案描述符來傳遞，是以要通信的兩個程序必須從它們的公共
祖先那裡繼承管道檔案描述符。上面的例子是父程序把檔案描述符傳給子程序之後父子程序
之間通信，也可以父程序fork兩次，把檔案描述符傳給兩個子程序，然後兩個子程序之間通
信，總之需要通過fork傳遞檔案描述符使兩個程序都能通路同一管道，它們才能通信。
使用管道需要注意以下4種特殊情況（假設都是阻塞i/o操作，沒有設定o_nonblock标
志）：
1.如果所有指向管道寫端的檔案描述符都關閉了（管道寫端的引用計數等于0），而仍
然有程序從管道的讀端讀資料，那麼管道中剩餘的資料都被讀取後，再次read會傳回0，就
像讀到檔案末尾一樣。
2.如果有指向管道寫端的檔案描述符沒關閉（管道寫端的引用計數大于0），而持有管
道寫端的程序也沒有向管道中寫資料，這時有程序從管道讀端讀資料，那麼管道中剩餘的數
據都被讀取後，再次read會阻塞，直到管道中有資料可讀了才讀取資料并傳回。
3.如果所有指向管道讀端的檔案描述符都關閉了（管道讀端的引用計數等于0），這時
有程序向管道的寫端write，那麼該程序會收到信号sigpipe，通常會導緻程序異常終止。
在第33章信号會講到怎樣使sigpipe信号不終止程序。
4.如果有指向管道讀端的檔案描述符沒關閉（管道讀端的引用計數大于0），而持有管
道讀端的程序也沒有從管道中讀資料，這時有程序向管道寫端寫資料，那麼在管道被寫滿時
再次write會阻塞，直到管道中有空位置了才寫入資料并傳回。
管道的這四種特殊情況具有普遍意義。