Pipe笔记
Pipe笔记
2 管道(匿名)
2.1 管道的概念
- 本质:
- 内核缓冲区
- 伪文件-不占用磁盘空间
- 特点:
- 两部分:
- 读端,写端,对应两个文件描述符
- 数据写端流入,读端流出
- 操作管道的进程被销毁之后,管道自动被释放
- 管道默认是阻塞的
- 读写
- 两部分:
2.2 管道的原理
- 内部实现方式:队列
- 环形队列
- 特点:先进先出
- 缓冲区大小:
- 默认4K
- 大小会根据实际情况做适当调整
2.3 管道的局限性
- 队列
- 数据只能读取一次,不能重复读取
- 半双工:
- 单工:遥控器
- 半双工:对讲机
- 数据传输的方向是单向的
- 双工:电话
- 匿名管道:
- 适用于有血缘关系的进程
2.4 创建匿名管道
int pipe(int fd[2]);
- fd - 传出参数
- fd[0] - 读端(=3, 因为stdin=0, stdout=1, stderr=2)
- fd[1] - 写端(=4)
2.5 父子进程使用管道通信
- 思考:
- 单个进程能否使用管道完成读写操作?
- 可以
- 父子进程间通信是否需要sleep函数?
- 否
- 单个进程能否使用管道完成读写操作?
- 注意事项:
- 父进程读时:关闭写端
- 子进程写时:关闭读端
- 练习
2.6 管道的读写行为
- 读操作
- 有数据
- 无数据
- 写操作
- 读端全部关闭
2.7 附录
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/* 程序来源:https://www.bilibili.com/video/av17360025/?p=30
* 程序功能:父子进程间通信,实现`ps aux | grep bash`
*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
int main()
{
int fd[2];
if(pipe(fd)){
perror("pipe error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
pid_t pid=fork();
if(pid == -1){
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//父进程: `ps aux`
if(pid > 0){
// 写管道的操作,关闭读端
close(fd[0]);
// 文件描述符重定向:STDOUT_FILENO->管道写端
dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);
execlp("ps", "ps", "aux", NULL);
perror("execlp");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//子进程: `grep --color=auto bash`
else if(pid == 0){
close(fd[1]);
dup2(fd[0], STDIN_FILENO);
execlp("grep", "grep", "--color=auto", "bash", NULL);
perror("execlp");
exit(EXIT_FAILURE);
}
return 0;
}
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/* 程序来源:https://www.bilibili.com/video/av17360025/?p=30
* 程序功能:兄弟进程间通信,实现`ps aux | grep bash`
*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <wait.h>
int main()
{
int fd[2];
if(pipe(fd)){
perror("pipe error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
int i;
pid_t pid[2];
for(i=0; i<2; i++){
pid[i]=fork();
if(pid[i] == -1){
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if(pid[i] == 0) break;
}
//子进程1: `ps aux`
if(i==0){
// 写管道的操作,关闭读端
close(fd[0]);
// 文件描述符重定向:STDOUT_FILENO->管道写端
dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);
execlp("ps", "ps", "aux", NULL);
perror("execlp");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//子进程2: `grep --color=auto bash`
else if(i == 1){
close(fd[1]);
dup2(fd[0], STDIN_FILENO);
execlp("grep", "grep", "--color=auto", "bash", NULL);
perror("execlp");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if(i==2){
close(fd[0]);
close(fd[1]);
pid_t wpid;
while((wpid=waitpid(-1, NULL, WNOHANG))!=-1){
if(wpid==0){
continue;
}
printf("waitpid: %lu\n", wpid);
}
}
return 0;
}
本文由作者按照 CC BY 4.0 进行授权