文章目录
- 进程间通信背景
- 管道
-
- 管道定义
- 🚩匿名管道
-
- 接口
- 🚩实现匿名管道
- 🚩管道属性和特征
- 管道应用
进程间通信背景
键盘，显示器只有一份，不同进程要想通信前提是不同进程看到同一份资源，键盘和显示器是文件，管道也是文件
两个进程都能控制相同的文件，（之前文件描述符讲过了，这里有计数器）
管道
管道定义
- 管道是UnIx最古老的通信方式
- 把一个进程连接到另一个进程的数据流叫做管道
🚩匿名管道
建立通信很困难，因为进程有独立性
如何创建一个管道？ 我们在一个进程中创建一个文件，该进程可以对文件读写，如果再来一个进程可以对该文件读写那就可以通信了。
哪来的另一个进程呢，用fork创建
此外，管道之所以叫管道，因为它是单向流通的，传送字节流，就像水龙头那般 我们会让一个进程只读取，一个进程只写入
按照上述文字表述，只要创建文件就可以通信，但是文件是建在硬盘上的，我们在硬盘上读写太慢了，关闭进程时文件也不会删除，所以有管道接口，建立在内存上，关闭进程时自动清理
接口
该函数会把文件描述符带出来，如果不手动打开任何文件， pipefd[0]：3 pipefd[1]：4 若打开文件，则文件描述符继续排
其中默认pipefd[0]，读文件 pipefd[1]，写文件
🚩实现匿名管道
int main()
{
int pipefd[2]={0};
int n=pipe(pipefd);
if(n<0)
{
return 1;
}
cout<<"pipe[0]:"<<pipefd[0]<<"pipe[1]:"<<pipefd[1]<<endl;
int id=fork();
if(id<0)
{
cout<<"fork error"<<endl;
}
if(id==0)
{
close(pipefd[0]);
Writer(pipefd[1]);
close(pipefd[1]);
exit(0);
}
close(pipefd[1]);
Reader(pipefd[0]);
close(pipefd[0]);
sleep(5);
int pid=waitpid(id,nullptr,0);
if(pid<0)
{
cout<<"waitpid error"<<endl;
return 3;
}
return 0;
}
🚩解析，先让pipe创建内存级缓冲区，fork创建子进程，如果是子进程，关闭读端，把写端给函数写入， 如果是父进程，关闭写端，把读端给函数， 进行通信，通信结束后，子进程退出，父进程回收子进程
写和读函数实现
void Writer(int wrd)
{
string s="hello pipe";
pid_t self=getpid();
char buffer[1024];
int number=0;
while(true)
{
buffer[0]=0;
snprintf(buffer,sizeof(buffer),"%s-%d-%d",s.c_str(),self,number);
cout<<buffer<<endl;
number++;
write(wrd,buffer,strlen(buffer));
if(number>5)
break;
sleep(1);
}
}
void Reader(int rrd)
{
char buffer[1024]={0};
while(true)
{
buffer[0]=0;
int n=read(rrd,buffer,sizeof(buffer));
if(n>0)
{
buffer[n]=0;
cout<<"father get message"<<"["<<getpid()<<"]#:"<<buffer<<endl;
}
else if(n==0)
{
cout<<"read file done"<<endl;
break;
}
else
break;
}
}
解析：写入函数，buffer置空，把数据打印到buffer，向wrd中写入buffer，每隔1秒写一次，写6次后退出， 读取函数，一直在读取，把数据读取到buffer中，再打印出buffer，若没数据可读，read返回0
结果就是 
🚩管道属性和特征
管道是有大小的，怎么测？ 我们把读端关闭，疯狂的向管道1字节1字节写入，打印即可
int number=0;
while(true)
{
number++;
char ch='c';
write(wrd,&ch,1);
cout<<number<<endl;
}
}
读端sleep100秒
65536/1024=64kb ⭐所以1个管道大小64字节，
⭐原子写入最大字节数4kb，即小于4kb的数据可以直接写入（更大数据需要分片），保证全部写入成功否则失败 🚩保证了不会与其他写入交叉冲突，
比如A进程写入AAAA，B进程写入BBBB，若没有原子写入，可能会写进去AAABBBAB，而有原子写入AAAABBBB或BBBBAAAA
⭐管道5大特征 1，匿名管道是具有血缘关系的进程通信 2，管道是单向通信 3，父子进程是会协同的，同步与互斥，保证了数据安全， 4，管道面向字节流 5，管道基于文件描述符可以像操作文件一样操作管道，但管道不是磁盘文件，操作系统开辟了一块内核缓存区给管道用，而内核缓存区生命周期随进程
⭐管道4种情况 1，读写端正常，管道为空，则读端就要阻塞 2，读写端正常，管道满了，则写端就要阻塞 3，读端正常，写端关闭，则读端读到0，说明读到文件末尾，不会阻塞 4，写端正常，读端关闭，说明出bug，操作就要通过信号杀死写端进程
管道应用
我们之前学的ps axj | head -1 | 就是管道，意思是，左边写入 右边读取
可以看到3个进程父进程都是一样的，是具有血缘关系的
