【操作系统】进程通信(二)管道(pipeline)

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管道的概念

能够连接一个写进程和一个读进程的、并允许它们以生产者—消费者方式进行通信的一个共享文件,又称为pipe文件。由写进程从管道的写入端(句柄1)将数据写入管道,而读进程则从管道的读出端(句柄0)读出数据。

也就是说,管道在实际编程时其实也是以文件形式出现,只是写入到这个文件的数据又能“流入”另一个文件,就像一个水管一样,水从这端进,从另一端流出。

image.png

至于管道的作用,在我更早时候的纯理论文章里已经提过了,这里不再赘述。

管道类型

有名

有自己的路径名,在文件系统中长期存在,可被多个其他进程访问(相当于是一个共用的存在)

  • 创建方式:mknod()
  • 访问方式(与访问普通文件无异):open()

无名(临时的,一次性的)

  • 创建方式:pipe()
  • 访问方式:只有调用pipe( )的进程及其子孙进程才能识别此文件描述符 当这些进程都不再使用此管道时,内核将收回其索引结点。

注意事项

若多个进程使用同一管道,要注意并发控制问题,也就是加锁。

参考代码

用到的知识点:

  • int pipe(int * filedes)

其中,filedes[1]是写入端,filedes[0]是读出端。

  • int write(int handle,void *buf,int len);
  • int read(int handle,void *buf,int len);
  • int lockf(int fd, int cmd, off_t len);
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int pid1,pid2;

void main( )
{
int fd[2];
char outpipe[100],inpipe[100];
pipe(fd);                       /*创建一个管道*/

while ((pid1=fork( ))==-1);

if(pid1==0)
{
lockf(fd[1],1,0);
sprintf(outpipe,"child 1 process is sending message!"); 

/*把串放入数组outpipe中*/
    write(fd[1],outpipe,50);     /*向管道写长为50字节的串*/
    sleep(5);                 /*自我阻塞5秒*/
    lockf(fd[1],0,0);
    exit(0);
}
else{
while((pid2=fork( ))==-1);
    if(pid2==0){
    lockf(fd[1],1,0);           /*互斥*/
    sprintf(outpipe,"child 2 process is sending message!");
    write(fd[1],outpipe,50);
    sleep(5);
    lockf(fd[1],0,0);
    exit(0);
}
else{  
    wait(0);              /*同步*/
    read(fd[0],inpipe,50);   /*从管道中读长为50字节的串*/
    printf("%s\n",inpipe);
    wait(0);
    read(fd[0],inpipe,50);
    printf("%s\n",inpipe);
    exit(0);
}
}
}