02管道与命名管道

管道与命名管道,本讲大纲：,管道基本定义,管道创建和管道关闭,pipe函数实现管道通信,命名管道基本定义,在Shell中创建命名管道,mkfifo函数创建命名管道,管道基本定义,管道与命名管道是最基本的IPC机制之一，管道主要用于父子或者兄弟进程间的数据读写，命名管道则可以在无关联的进程间进行沟通传递数据。在这一节中，主要讲解管道通信和命名管道通信这两种通信方式的工作原理，以及两种通信方式的实际应用情况。8.2.1管道基本定义所谓的管道，就像生活中的煤气管道、下水管道等传输气体和液体的工具，而在进程通信意义上的管道就是传输信息或数据的工具。以下水管道为例，当从管道一段输送水流到另一端时，只有一个传输方向，不可能同时出现两个传输方向。在Linux系统中的进程间通信中管道这个概念也是如此，某一时刻只能单一方向传递数据，不能双向传递数据，这种工作模式就叫做单双工模式。单双工工作模式的管道通信是只能从一段写数据，另一端读取数据。说明：全双工的工作模式是指管道一段发送数据的同时还可以接收数据，而接收数据的一端也可以读取数据。在某些版本的Unix系统中，管道是支持全双工工作模式的。但是在本书中介绍的Linux系统中，管道是只支持单双工工作模式的。,管道创建和管道关闭,管道由Linux系统提供的pipe()函数创建，该函数的原型为：#includeintpipe(intfiledes2);pipe()函数用于在内核中创建一个管道，该管道一端用于读取管道中的数据，另一端用于将数据写入到管道中。在创建一个管道之后，会获得一对文件描述符，用于读取和写入。然后将参数数组filedes中的两个值，传递给获取到的两个文件描述符，filedes0指向管道的读端，filedes1指向管道的写端。pipe()函数调用成功，返回值为0；否则返回-1，并且设置了适当的错误返回信息，返回信息如下：EFAULT：参数filedes非法。EMFILE：进程中使用了过多的文件描述。ENFILE：打开的文件达到了系统允许的最大值。pipe()函数只是创建了管道，要想从管道中读取数据或者向管道中写入数据，需要使用read()函数和write()函数从管道进行读写操作。当管道通信结束后，需要使用close()函数关闭管道的两端，即读端和写端。说明：read()函数和write()函数的相关讲解，请参照第9章文件操作中关于这两个函数的介绍。,pipe函数实现管道通信,pipe函数实现管道通信,命名管道基本定义,在前面介绍的使用管道进行进程间通信的方法受到很多的限制，受限制之一就是两个进程进行通信，必须是两个相关联的进程，如父子进程或者兄弟进程等。那么没有关系的进程之间有时候也需要进行通信，该如何解决呢？命名管道解决了这个问题。命名管道，通常被称之为FIFO（first-in，first-out），由FIFO可以知道，命名管道遵循先进先出的原则。命名管道作为特殊的设备文件存在于文件系统中，因此，在进程中可以使用open()函数和close()函数打开和关闭命名管道。命名管道与管道类似，两者的区别在于命名管道提供了一个路径名，该路径名以特殊的设备文件的形式存放在文件系统中。因此两个进程间可以没有关系，通过访问该路径来建立联系，进行两个进程间的数据交换。但管道与命名管道都遵循先进先出的原则，也就是指最先写入的数据添加在结尾位置，读取数据时，从开始处返回数据。创建一个命名管道有两种方法，一种是通过函数创建命名管道，另一种是在终端中输入命令创建命名管道，接下来对这两种方法的应用进行讲解。,在Shell中创建命名管道,在Shell中输入mknod命令和mkfifo命令可以创建一个命名管道。在终端中输入命令“mknod-help”，可以查看这个命令的用法等信息。效果如图8.4所示。通过突8.4的介绍，使用mknod创建一个命名管道文件，可以使用命令“mknod路径名称p”，参数p是指创建一个命名管道文件，如图8.5所示。在Linux系统中，还有一个mkfifo命令，也可以创建一个命名管道文件，该命令在终端中的详细介绍如图8.6所示。在图8.6中讲解了mkfifo命令的使用方