进程通信

发布日期: 2022-01-28

更新日期: 2022-01-29

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概念

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）


进程通信是指在进程间传输数据(交换信息)。进程通信根据交换信息量的多少和效率的高低，分为低级通信（只能传递状态和整数值）和高级通信（提高信号通信的效率，传递大量数据，减轻程序编制的复杂度）。其中高级进程通信分为三种方式：共享内存模式、消息传递模式、共享文件模式。

管道

无名管道

一种最基本的ipc机制，由pipe函数创建
- ```
#include <unistd.h>
int pipe(int filedes[2]);
```
- 调用pipe函数时，在内核开辟一块缓冲区（称为管道）用于通信，它有一个读端一个写端（单向通信），然后通过filedes参数传出给用户程序两个文件描述符。
- filedes[0]：读端。（就像0是标准输入）
- filedes[1]：写端。（就像1是标准输出）

/*************************************************************************
        > File Name: getPipe.c
        > Author:
        > Mail:
        > Created Time: Fri 28 Jan 2022 01:01:33 PM CST
 ************************************************************************/

#include<stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <errno.h>

int main() {

    int pip[2];
    if (pipe(pip) < 0) {
        perror("pipe");
        exit(1);
    }

    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) {
        perror("fork");
        exit(1);
    }

    if (!pid) { //在子进程
        close(pip[1]); //关闭写端
        char* buf[20];
        printf("父进程你倒是快点发消息啊！！！\n");
        int n = read(pip[0], buf, 20);
        write(1, buf, n);
        sleep(2);
    } else {
        //在父进程
        close(pip[0]); //关闭读端
        sleep(1); //等待1秒我在写
        write(1, "我发了呀！！！\n", sizeof("我发了呀！！！\n"));
        write(pip[1], "hello child!!!\n", 15);
        printf("child你倒是快点死呀！！！\n");
        wait(NULL);
    }
    return 0;
}

使用无名管道的特殊情况（假设都是阻塞I/O操作，没有设置O_NONBLOCK标志）

1、如果所有指向管道写端的文件描述符都关闭了，而仍然有进程从管道的读端读数据，那么管道中剩余的数据都被读取后，再次read会返回0，就像读到文件末尾一样
2、如果有指向管道写端的文件描述符没关闭，而持有管道写端的进程也没有向管道中写数据，这时有进程从管道读取数据，那么管道中剩余的数据都被读取后，再次read会阻塞，直到管道中有数据可读才读取数据并返回。
3、如果所有指向管道读端的文件描述符都关闭了，这是有进程向管道的写端write，那么该进程会收到SIGPIPE，通常会导致进程异常终止。
4、如果有指向管道读端的文件描述符没关闭，而持有管道读端的进程也没有向管道中读取数据，这时有进程向管道写端写数据，那么在管道被写满时，再次write会阻塞，直到管道有空位置才写入数据并返回。