linux編程之pipe()函數(shù)詳解
管道是一種把兩個進(jìn)程之間的標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出連接起來的機(jī)制，從而提供一種讓多個進(jìn)程間通信的方法，當(dāng)進(jìn)程創(chuàng)建管道時，每次都需要提供兩個文件描述符來操作管道。其中一個對管道進(jìn)行寫操作，另一個對管道進(jìn)行讀操作。對管道的讀寫與一般的IO系統(tǒng)函數(shù)一致，使用write()函數(shù)寫入數(shù)據(jù)，使用read()讀出數(shù)據(jù)。
#include<unistd.h> int pipe(int filedes[2]);
返回值：成功，返回0，否則返回-1。參數(shù)數(shù)組包含pipe使用的兩個文件的描述符。fd[0]:讀管道，fd[1]:寫管道。
必須在fork()中調(diào)用pipe()，否則子進(jìn)程不會繼承文件描述符。兩個進(jìn)程不共享祖先進(jìn)程，就不能使用pipe。但是可以使用命名管道。
當(dāng)管道進(jìn)行寫入操作的時候，如果寫入的數(shù)據(jù)小于128K則是非原子的，如果大于128K字節(jié)，緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)將被連續(xù)地寫入管道，直到全部數(shù)據(jù)寫完為止，如果沒有進(jìn)程讀取數(shù)據(jù)，則將一直阻塞,如下：
在上例程序中，子進(jìn)程一次性寫入128K數(shù)據(jù)，當(dāng)父進(jìn)程將全部數(shù)據(jù)讀取完畢的時候，子進(jìn)程的write()函數(shù)才結(jié)束阻塞并且
返回寫入信息。
命名管道FIFO
管道最大的劣勢就是沒有名字，只能用于有一個共同祖先進(jìn)程的各個進(jìn)程之間。FIFO代表先進(jìn)先出，單它是一個單向數(shù)據(jù)流，也就是半雙工，和
管道不同的是：每個FIFO都有一個路徑與之關(guān)聯(lián)，從而允許無親緣關(guān)系的進(jìn)程訪問。
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
這里pathname是路徑名,mode是sys/stat.h里面定義的創(chuàng)建文件的權(quán)限.
有親緣關(guān)系進(jìn)程間的fifo的例子
/*
* 有親緣關(guān)系的進(jìn)程間的fifo的使用
* fifo 使用的簡單例子
*/
#include "../all.h"
#define FIFO_PATH "/tmp/hover_fifo"
void
do_sig(int signo)
{
if (signo == SIGCHLD)
while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)
;
}
int
main(void)
{
int ret;
int fdr, fdw;
pid_t pid;
char words[10] = "123456789";
char buf[10] = {'\0'};
// 創(chuàng)建它,若存在則不算是錯誤,
// 若想修改其屬性需要先打開得到fd,然后用fcntl來獲取屬性,然后設(shè)置屬性.
if (((ret = mkfifo(FIFO_PATH, FILE_MODE)) == -1)
&& (errno != EEXIST))
perr_exit("mkfifo()");
fprintf(stderr, "fifo : %s created successfully!\n", FIFO_PATH);
signal(SIGCHLD, do_sig);
pid = fork();
if (pid == 0) { // child
if ((fdr = open(FIFO_PATH, O_WRONLY)) < 0) // 打開fifo用來寫
perr_exit("open()");
sleep(2);
// 寫入數(shù)據(jù)
if (write(fdr, words, sizeof(words)) != sizeof(words))
perr_exit("write");
fprintf(stderr, "child write : %s\n", words);
close(fdw);
} else if (pid > 0) { // parent
if ((fdr = open(FIFO_PATH, O_RDONLY)) < 0) // 打開fifo用來讀
perr_exit("open()");
fprintf(stderr, "I father read, waiting for child ...\n");
if (read(fdr, buf, 9) != 9) //讀數(shù)據(jù)
perr_exit("read");
fprintf(stderr, "father get buf : %s\n", buf);
close(fdr);
}
// 到這里fifo管道并沒有被刪除,必須手動調(diào)用函數(shù)unlink或remove刪除.
return 0;
}
從例子上可以看出使用fifo時需要注意:
*fifo管道是先調(diào)用mkfifo創(chuàng)建,然后再用open打開得到fd來使用.
*在打開fifo時要注意,它是半雙工的的,一般不能使用O_RDWR打開,而只能用只讀或只寫打開.
fifo可以用在非親緣關(guān)系的進(jìn)程間,而它的真正用途是在服務(wù)器和客戶端之間. 由于它是半雙工的所以,如果要進(jìn)行客戶端和服務(wù)器雙方的通信的話,
每個方向都必須建立兩個管道,一個用于讀,一個用于寫.
下面是一個服務(wù)器,對多個客戶端的fifo的例子:
server 端的例子:
/*
* FIFO server
*/
#include "all.h"
int
main(void)
{
int fdw, fdw2;
int fdr;
char clt_path[PATH_LEN] = {'\0'};
char buf[MAX_LINE] = {'\0'};
char *p;
int n;
if (mkfifo(FIFO_SVR, FILE_MODE) == -1 && errno != EEXIST)
perr_exit("mkfifo()");
if ((fdr = open(FIFO_SVR, O_RDONLY)) < 0)
perr_exit("open()");
/*
* 根據(jù)fifo的創(chuàng)建規(guī)則, 若從一個空管道或fifo讀,
* 而在讀之前管道或fifo有打開來寫的操作, 那么讀操作將會阻塞
* 直到管道或fifo不打開來讀, 或管道或fifo中有數(shù)據(jù)為止.
*
* 這里,我們的fifo本來是打開用來讀的,但是為了,read不返回0,
* 讓每次client端讀完都阻塞在fifo上,我們又打開一次來讀.
* 見unpv2 charper 4.7
*/
if ((fdw2 = open(FIFO_SVR, O_WRONLY)) < 0)
fprintf(stderr, "open()");
while (1) {
/* read client fifo path from FIFO_SVR */
/* 這里由于FIFO_SVR有打開來寫的操作,所以當(dāng)管道沒有數(shù)據(jù)時,
* read會阻塞,而不是返回0.
*/
if (read(fdr, clt_path, PATH_LEN) < 0) {
fprintf(stderr, "read fifo client path error : %s\n", strerror(errno));
break;
}
if ((p = strstr(clt_path, "\r\n")) == NULL) {
fprintf(stderr, "clt_path error: %s\n", clt_path);
break;
}
*p = '\0';
DBG("clt_path", clt_path);
if (access(clt_path, W_OK) == -1) { // client fifo ok, but no permission
perror("access()");
continue;
}
/* open client fifo for write */
if ((fdw = open(clt_path, O_WRONLY)) < 0) {
perror("open()");
continue;
}
if ((n = read(fdr, buf, WORDS_LEN)) > 0) { /* read server words is ok */
printf("server read words : %s\n", buf);
buf[n] = '\0';
write(fdw, buf, strlen(buf));
}
}
close(fdw);
unlink(FIFO_SVR);
exit(0);
}
客戶端的例子:
/*
* Fifo client
*
*/
#include "all.h"
int
main(void)
{
int fdr, fdw;
pid_t pid;
char clt_path[PATH_LEN] = {'\0'};
char buf[MAX_LINE] = {'\0'};
char buf_path[MAX_LINE] = {'\0'};
snprintf(clt_path, PATH_LEN, FIFO_CLT_FMT, (long)getpid());
DBG("clt_path1 = ", clt_path);
snprintf(buf_path, PATH_LEN, "%s\r\n", clt_path);
if (mkfifo(clt_path, FILE_MODE) == -1 && errno != EEXIST)
perr_exit("mkfifo()");
/* client open clt_path for read
* open server for write
*/
if ((fdw = open(FIFO_SVR, O_WRONLY)) < 0)
perr_exit("open()");
/* write my fifo path to server */
if (write(fdw, buf_path, PATH_LEN) != PATH_LEN)
perr_exit("write()");
if (write(fdw, WORDS, WORDS_LEN) < 0) /* write words to fifo server */
perr_exit("error");
if ((fdr = open(clt_path, O_RDONLY)) < 0)
perr_exit("open()");
if (read(fdr, buf, WORDS_LEN) > 0) { /* read reply from fifo server */
buf[WORDS_LEN] = '\0';
printf("server said : %s\n", buf);
}
close(fdr);
unlink(clt_path);
exit(0);
}
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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