IPC机制之管道

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每个进程各自有不同的用户地址空间,任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到,所以进程之间要交换数据必须通过内核,在内核中开辟一块缓冲区,进程1把数据从用户空间拷到内核缓冲区,进程2再从内核缓冲区把数据读走,内核提供的这种机制称为进程间通信(IPC,InterProcess Communication)。



管道是一种最基本的IPC机制,由pipe函数创建:



int pipe(int filedes[2]);



调用pipe函数时在内核中开辟一块缓冲区(称为管道)用于通信,它有一个读端一个写端,然后通过filedes参数传出给用户程序两个文件描述符,filedes[0]指向管道的读端,filedes[1]指向管道的写端(很好记,就像0是标准输入1是标准输出一样)。所以管道在用户程序看起来就像一个打开的文件,通过read(filedes[0]);或者write(filedes[1]);向这个文件读写数据其实是在读写内核缓冲区。pipe函数调用成功返回0,调用失败返回-1。



管道具体的划分为两种:命令管道与匿名管道



1.命名管道(FIFO)



匿名管道应用的一个限制就是只能在具有共同祖先(具有亲缘关系)的进程间通信。



如果我们想在不相关的进程之间交换数据,可以使用FIFO文件来做这项工作,它经常被称为命名管道。



命名管道可以从命令行上创建,命令行方法是使用下面这个命令:



$ mkfifo filename



命名管道也可以从程序里创建,相关函数有:



int mkfifo(const char *filename,mode_t mode);



2.匿名管道



匿名管道由pipe函数创建并打开。



命名管道由mkfifo函数创建,打开用open。



FIFO(命名管道)与pipe(匿名管道)之间唯一的区别在它们创建与打开的方式不同,这些工作完成之后,它们具有相同的语义。



3.命名管道的打开规则



如果当前打开操作是为读而打开FIFO时



O_NONBLOCK disable:阻塞直到有相应进程为写而打开该FIFO



O_NONBLOCK enable:立刻返回成功



如果当前打开操作是为写而打开FIFO时



O_NONBLOCK disable:阻塞直到有相应进程为读而打开该FIFO



O_NONBLOCK enable:立刻返回失败,错误码为ENXIO



需要注意的是打开的文件描述符默认是阻塞的,大家可以写两个很简单的小程序测试一下,主要也就一条语句



int fd = open(“p2”, O_WRONLY); 假设p2是命名管道文件,把打开标志换成 O_RDONLY 就是另一个程序了,可以先运行RD程序,此时会阻塞,再在另一个窗口运行WR程序,此时两个程序都会从open返回成功。非阻塞时也不难测试,open时增加标志位就可以了。


对嵌入式物联网感兴趣的小伙伴,可以多了解一下相关信息。

(看过来)



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