什么是管道

管道，英文名 pipe 。

在系统操作和执行命令的时候，通常需要将一个程序的输出交给另外一个程序处理，这样的操作虽然可以使用输入输出重定向加文件实现，但是比较麻烦。

管道的概念就是这样诞生，将两个进程的输入和输出通过一个管道相连，以便达到进程之间相互通信的目的。

从本质上来说，管道就是一个文件，前面的的进程以写的方式打开文件，后面的程序以读的方式打开文件，利用这样的方式实现进程间通信。

虽然实现形态上是文件，但是管道本身并不占用磁盘或者其他外部存储的空间。在Linux的实现上，它占用的是内存空间。所以，Linux上的管道就是一个操作方式为文件的内存缓冲区。

管道的分类

匿名管道
命名管道

匿名管道只能在父进程和子进程之间使用，在父进程产生子进程之前，打开一个管道文件，然后再fork（）

产生一个子进程，由于父子进程共享文件描述符，所以可以通过这个管道文件相互通信。

匿名管道的调用原型：

1 2	#include <unistd.h> int pipe(int pipefd[2]);

大致执行示意图如下实现了半双工通信

一个最简单的管道系统编程代码

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

#define STRING "hello world!"

int main()
{
    int pipefd[2];              //为pipe准备文件标识符
    pid_t pid;
    char buf[BUFSIZ];

    if (pipe(pipefd) == -1) {	//使用pipe（）系统调用
        perror("pipe()");
        exit(1);
    }

    pid = fork();				//创建子进程
    if (pid == -1) {
        perror("fork()");
        exit(1);
    }

    if (pid == 0) {
        /* this is child. */
        printf("Child pid is: %d\n", getpid());
        if (read(pipefd[0], buf, BUFSIZ) < 0) {   //子进程读管道中父进程写入的信息
            perror("write()");	//没有读到的话就是写出现了问题
            exit(1);
        }

        printf("%s\n", buf);	//将从父进程得到的信息打印

        bzero(buf, BUFSIZ);		//将buf清零
        //将要送给parent的信息写入buf中
        snprintf(buf, BUFSIZ, "Message from child: My pid is: %d", getpid());
        //调用pipe（）的写入实现
        if (write(pipefd[1], buf, strlen(buf)) < 0) {
            perror("write()");
            exit(1);
        }

    } else {
        /* this is parent */
        printf("Parent pid is: %d\n", getpid());
		//将要送给子进程的信息写入buf
        snprintf(buf, BUFSIZ, "Message from parent: My pid is: %d", getpid());
        //调用pipe（）的写入实现
        if (write(pipefd[1], buf, strlen(buf)) < 0) {
            perror("write()");
            exit(1);
        }

        sleep(1);       //父进程写入完成以后，等待子进程完成读取

        bzero(buf, BUFSIZ);
        //读取管道中子进程写入的信息
        if (read(pipefd[0], buf, BUFSIZ) < 0) {
            perror("write()");
            exit(1);
        }

        printf("%s\n", buf);

        wait(NULL);
    }


    exit(0);
}

程序运行效果如下，父进程先给子进程发一个消息，子进程读到消息后将消息打印，然后再给父进程发消息，父进程读到消息后打印从子进程收到的消息。

一般来说不使用父子进程之间的半双工通信，管道的推荐使用方法是单工模式，即一个进程只写入管道，一个进程只读入管道，不需要使用的标识符就将其关闭。

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

#define STRING "hello world!"

int main()
{
    int pipefd[2];
    pid_t pid;
    char buf[BUFSIZ];

    if (pipe(pipefd) == -1) {
        perror("pipe()");
        exit(1);
    }

    pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork()");
        exit(1);
    }

    if (pid == 0) {
        /* this is child. */
        close(pipefd[1]); //子进程只读，所以关闭写入

        printf("Child pid is: %d\n", getpid());
        if (read(pipefd[0], buf, BUFSIZ) < 0) {
            perror("write()");
            exit(1);
        }

        printf("%s\n", buf);

    } else {
        /* this is parent */
        close(pipefd[0]);//父进程只写入，所以关闭读

        printf("Parent pid is: %d\n", getpid());

        snprintf(buf, BUFSIZ, "Message from parent: My pid is: %d", getpid());
        if (write(pipefd[1], buf, strlen(buf)) < 0) {
            perror("write()");
            exit(1);
        }

        wait(NULL);
    }
    exit(0);

命名管道不仅可以在父子进程中实现消息的传递，通过命名可以实现任意进程之间的管道通信，此篇博客不再详细介绍命名管道。

SnowDawn'Home

Linux管道通信

什么是管道

管道的分类