解析linux pipe(管道)函数建立与运行-豆豆系统

内容介绍

　　pipe(管道)是进程通信的主要手段之一，一个管道其实是内存中的一个文件，对这个文件的操作要通过两个已经打开文件进行，它们分别代表管道的两端。管道是一种特殊的文件，它不属于某一种文件系统，而是一种独立的文件系统，有其自己的数据结构。根据管道的适用范围将其分为：无名管道和命名管道。

　　● 无名管道

　　主要用于父进程与子进程之间，或者两个兄弟进程之间。在linux系统中可以通过系统调用建立起一个单向的通信管道，且这种关系只能由父进程来建立。因此，每个管道都是单向的，当需要双向通信时就需要建立起两个管道。管道两端的进程均将该管道看做一个文件，一个进程负责往管道中写内容，而另一个从管道中读取。这种传输遵循“先入先出”(FIFO)的规则。

　　● 命名管道

　　命名管道是为了解决无名管道只能用于近亲进程之间通信的缺陷而设计的。命名管道是建立在实际的磁盘介质或文件系统(而不是只存在于内存中)上有自己名字的文件，任何进程可以在任何时间通过文件名或路径名与该文件建立联系。为了实现命名管道，引入了一种新的文件类型——FIFO文件(遵循先进先出的原则)。实现一个命名管道实际上就是实现一个FIFO文件。命名管道一旦建立，之后它的读、写以及关闭操作都与普通管道完全相同。虽然FIFO文件的inode节点在磁盘上，但是仅是一个节点而已，文件的数据还是存在于内存缓冲页面中，和普通管道相同。

1. 函数说明

pipe（建立管道）：
1) 头文件 #include<unistd.h>
2) 定义函数： int pipe(int filedes[2]);
3) 函数说明： pipe()会建立管道，并将文件描述词由参数filedes数组返回。
filedes[0]为管道里的读取端
filedes[1]则为管道的写入端。
4) 返回值：若成功则返回零，否则返回-1，错误原因存于errno中。

    错误代码:
         EMFILE 进程已用完文件描述词最大量
        ENFILE 系统已无文件描述词可用。
         EFAULT 参数 filedes 数组地址不合法。

2. 举例

[cpp] view plaincopy

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main( void )
{
int filedes[2];
char buf[80];
pid_t pid;
pipe( filedes );
pid=fork();
if (pid > 0)
{
printf( "This is in the father process,here write a string to the pipe./n" );
char s[] = "Hello world , this is write by pipe./n";
write( filedes[1], s, sizeof(s) );
close( filedes[0] );
close( filedes[1] );
}
else if(pid == 0)
{
printf( "This is in the child process,here read a string from the pipe./n" );
read( filedes[0], buf, sizeof(buf) );
printf( "%s/n", buf );
close( filedes[0] );
close( filedes[1] );
}
waitpid( pid, NULL, 0 );
return 0;
}

运行结果：

[root@localhost src]# gcc pipe.c
[root@localhost src]# ./a.out
This is in the child process,here read a string from the pipe.
This is in the father process,here write a string to the pipe.
Hello world , this is write by pipe.

当管道中的数据被读取后，管道为空。一个随后的read()调用将默认的被阻塞，等待某些数据写入。

若需要设置为非阻塞，则可做如下设置：

fcntl(filedes[0], F_SETFL, O_NONBLOCK);
fcntl(filedes[1], F_SETFL, O_NONBLOCK);