Linux 进程间通信无名管道（pipe）

提示：扫一扫查出行
【扫一扫了解最新限行尾号】
复制提示

无名管道：

1）只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（无名管道是某一个进程创建的，不像普通文件有路径，在文件系统中是不可见的，其他进程要想打开，只能通过继承的方式去打开）

2）半双工的通信模式，具有固定的读端和写端

3）管道可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写可以使用文件IO如read、write函数。

4）管道是基于文件描述符的通信方式。当一个管道建立时，它会创建两个文件描述符fd[0]和fd[1]。其中fd[0]固定用于读管道，而fd[1]固定用于写管道。

注意事项：
1）当管道中无数据时，读操作会阻塞

2）管道中有数据，将写端关闭，可以将数据读出

3）管道中无数据，将写端关闭，读操作会立即返回

4）管道中装满数据写阻塞，一旦有4k空间，写继续

5）只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，会导致管道破裂，向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIGPIPE信号(通常Broken pipe错误)。

6）不管pipe还是FIFO当把读端和写端都关闭的时候，管道存放在内存中的内容都会被自动释放

7）当用open打开的时候，当只打开读端，或者只打开写端，open会阻塞

创建无名管道：

int pipe(int pipefd[2]);

参数：文件描述符 fd[0]：读端 fd[1]:写端

成功返回 0 ，失败返回 -1

例子1：管道中没有数据时读操作阻塞

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
int fd[];
char buf[] = {};//缓存 if(pipe(fd)!=)// 创建无名管道
{
perror("pipe fail: ");
exit();
}
printf("%d %d\n",fd[],fd[]);//打开的文件描述符，此处为3，4 默认打开 0,1,2,标准输入，输出，出错
//管道中没有数据的时候读阻塞
// write(fd[],"hello",); //此处不向管道写数据时，读操作会阻塞，管道中有数据时，读操作后结束进程
read(fd[],buf,);
printf("%s",buf);
putchar(); // '\n'
return ;
}

测试：读操作一直阻塞

例子2：管道中有数据，将写端关闭，可以将数据读出

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
int fd[];
char buf[] = {};//缓存
if(pipe(fd)!=)// 创建无名管道
{
perror("pipe fail: ");
exit();
}
printf("%d %d\n",fd[],fd[]);//打开的文件描述符，默认打开 0,1,2
//管道中有数据，写端关闭，可以将数据读出
write(fd[],"",); //向管道中写入数据，然后关闭写端
close(fd[]);
read(fd[],buf,);
printf("%s",buf);
putchar(); // '\n'
return ;
}

测试：

例子3：管道中无数据，将写端关闭，读操作会立即返回

测试：管道中无数据，写端关闭，读操作直接返回

例子4：管道大小 64K

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(int argc, const char *argv[])
{
int fd[];
char buf[] = {};//缓存
if(pipe(fd)!=)// 创建无名管道
{
perror("pipe fail: ");
exit();
}
printf("%d %d\n",fd[],fd[]);//打开的文件描述符，默认打开 0,1,2
//管道大小 64k
int num = ;
ssize_t size;
while() //循环一直运行，当写入 64K 后悔阻塞
{
size = write(fd[],"",);
printf("size = %ld\n",size); //每次写入1024个字节，即 1K ，此次编译会警告
num++;
printf("num = %d\n",num);
}
return ;
}

测试：

警告类型不匹配

例子5：管道中装满数据写阻塞，一旦有4k空间，写继续

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>//int pipe(int pipefd[2]);int main(int argc, const char *argv[])
{
int fd[]; char buf_w[] = {}; //一次写入 64K 数据
char buf_r[] = {}; //一次读出 4K 数据 if(pipe(fd)!=)// 创建无名管道
{
perror("pipe fail: ");
exit();
} printf("%d %d\n",fd[],fd[]);//打开的文件描述符，默认打开 0,1,2 //管道中装满数据写阻塞，一旦有 4k，才可以继续进行写操作
write(fd[],buf_w,);//一次写入 64k
// read(fd[0],buf_r,4096); //一次读出4k，在进行写操作，程序直接结束
read(fd[],buf_r,); //一次读出 4k-1，在进行写操作，此时运行程序阻塞
write(fd[],"a",); // 先读出 4K 数据在写一个字符，或者读4K - 1 个字符，在进行写操作 return ;
}

测试：当读出 4K 数据时可以正常写入，当读出 4K-1 数据时程序阻塞