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      linux编程之pipe()函数详解
      发布时间:2016-12-21 08:07:41 关键词: linux,pipe,函数
      内容简介:本篇文章主要介绍了linux编程之pipe()函数详解,具有一定的参考价值,有需要的可以了解一下。<br />

    管道是一种把两个进程之间的标准输入和标准输出连接起来的机制,从而提供一种让多个进程间通信的方法,当进程创建管道时,每次都需要提供两个文件描述符来操作管道。其中一个对管道进行写操作,另一个对管道进行读操作。对管道的读写与一般的IO系统函数一致,使用write()函数写入数据,使用read()读出数据。

    #include<unistd.h>
    
    int pipe(int filedes[2]);
    

    返回值:成功,返回0,否则返回-1。参数数组包含pipe使用的两个文件的描述符。fd[0]:读管道,fd[1]:写管道。

    必须在fork()中调用pipe(),否则子进程不会继承文件描述符。两个进程不共享祖先进程,就不能使用pipe。但是可以使用命名管道。


    当管道进行写入操作的时候,如果写入的数据小于128K则是非原子的,如果大于128K字节,缓冲区的数据将被连续地写入管道,直到全部数据写完为止,如果没有进程读取数据,则将一直阻塞,如下:

    在上例程序中,子进程一次性写入128K数据,当父进程将全部数据读取完毕的时候,子进程的write()函数才结束阻塞并且

    返回写入信息。

    命名管道FIFO

    管道最大的劣势就是没有名字,只能用于有一个共同祖先进程的各个进程之间。FIFO代表先进先出,单它是一个单向数据流,也就是半双工,和

    管道不同的是:每个FIFO都有一个路径与之关联,从而允许无亲缘关系的进程访问。       

    #include <sys/types.h>
    
        #include <sys/stat.h>
    
       int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
    

    这里pathname是路径名,mode是sys/stat.h里面定义的创建文件的权限.

    有亲缘关系进程间的fifo的例子

    /*
     * 有亲缘关系的进程间的fifo的使用
     * fifo 使用的简单例子
     */
    
    #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'};  
      
      // 创建它,若存在则不算是错误,
      // 若想修改其属性需要先打开得到fd,然后用fcntl来获取属性,然后设置属性.
    
      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) // 打开fifo用来写
          perr_exit("open()");
        sleep(2);
    
        // 写入数据
        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) // 打开fifo用来读
    
          perr_exit("open()");
    
        fprintf(stderr, "I father read, waiting for child ...\n");
        if (read(fdr, buf, 9) != 9) //读数据
          perr_exit("read");
    
        fprintf(stderr, "father get buf : %s\n", buf);
        close(fdr);
      }
      // 到这里fifo管道并没有被删除,必须手动调用函数unlink或remove删除.
    
      return 0;  
    }
    
    

     从例子上可以看出使用fifo时需要注意:

    *fifo管道是先调用mkfifo创建,然后再用open打开得到fd来使用.

    *在打开fifo时要注意,它是半双工的的,一般不能使用O_RDWR打开,而只能用只读或只写打开.

    fifo可以用在非亲缘关系的进程间,而它的真正用途是在服务器和客户端之间. 由于它是半双工的所以,如果要进行客户端和服务器双方的通信的话,

    每个方向都必须建立两个管道,一个用于读,一个用于写.

    下面是一个服务器,对多个客户端的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()");
      /* 
       * 根据fifo的创建规则, 若从一个空管道或fifo读, 
    
       * 而在读之前管道或fifo有打开来写的操作, 那么读操作将会阻塞 
       * 直到管道或fifo不打开来读, 或管道或fifo中有数据为止. 
    
       *
    
       * 这里,我们的fifo本来是打开用来读的,但是为了,read不返回0,
    
       * 让每次client端读完都阻塞在fifo上,我们又打开一次来读.
       * 见unpv2 charper 4.7
       */
      if ((fdw2 = open(FIFO_SVR, O_WRONLY)) < 0)  
        fprintf(stderr, "open()");
      
      while (1) {
        /* read client fifo path from FIFO_SVR */
    
       /* 这里由于FIFO_SVR有打开来写的操作,所以当管道没有数据时, 
    
       * read会阻塞,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);
    }
    
    

    客户端的例子: 

    /*
     * 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内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持乐码库。

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