linux 管道--转

时间 2019-11-25

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linux 管道

管道是Linux中很重要的一种通讯方式,是把一个程序的输出直接链接到另外一个程序的输入,常说的管道可能是指无名管道,无名管道只能用于具备亲缘关系的进程之间，这是它与有名管道的最大区别。node

有名管道叫named pipe或者FIFO(先进先出)，能够用函数mkfifo()建立。linux

Linux管道的实现机制数组

在Linux中，管道是一种使用很是频繁的通讯机制。从本质上说，管道也是一种文件，但它又和通常的文件有所不一样，管道能够克服使用文件进行通讯的两个问题，具体表现为：数据结构

· 限制管道的大小。实际上，管道是一个固定大小的缓冲区。在Linux中，该缓冲区的大小为1页，即4K字节，使得它的大小不象文件那样不加检验地增加。使用单个固定缓冲区也会带来问题，好比在写管道时可能变满，当这种状况发生时，随后对管道的write()调用将默认地被阻塞，等待某些数据被读取，以便腾出足够的空间供write()调用写。函数

· 读取进程也可能工做得比写进程快。当全部当前进程数据已被读取时，管道变空。当这种状况发生时，一个随后的read()调用将默认地被阻塞，等待某些数据被写入，这解决了read()调用返回文件结束的问题。spa

注意：从管道读数据是一次性操做，数据一旦被读，它就从管道中被抛弃，释放空间以便写更多的数据。.net

1. 管道的结构线程

在 Linux 中，管道的实现并无使用专门的数据结构，而是借助了文件系统的file结构和VFS的索引节点inode。经过将两个 file 结构指向同一个临时的 VFS 索引节点，而这个 VFS 索引节点又指向一个物理页面而实现的。code

2.管道的读写blog

管道实现的源代码在fs/pipe.c中，在pipe.c中有不少函数，其中有两个函数比较重要，即管道读函数pipe_read()和管道写函数pipe_wrtie()。管道写函数经过将字节复制到 VFS 索引节点指向的物理内存而写入数据，而管道读函数则经过复制物理内存中的字节而读出数据。固然，内核必须利用必定的机制同步对管道的访问，为此，内核使用了锁、等待队列和信号。

当写进程向管道中写入时，它利用标准的库函数write()，系统根据库函数传递的文件描述符，可找到该文件的 file 结构。file 结构中指定了用来进行写操做的函数（即写入函数）地址，因而，内核调用该函数完成写操做。写入函数在向内存中写入数据以前，必须首先检查 VFS 索引节点中的信息，同时知足以下条件时，才能进行实际的内存复制工做：

·内存中有足够的空间可容纳全部要写入的数据；

·内存没有被读程序锁定。

若是同时知足上述条件，写入函数首先锁定内存，而后从写进程的地址空间中复制数据到内存。不然，写入进程就休眠在 VFS 索引节点的等待队列中，接下来，内核将调用调度程序，而调度程序会选择其余进程运行。写入进程实际处于可中断的等待状态，当内存中有足够的空间能够容纳写入数据，或内存被解锁时，读取进程会唤醒写入进程，这时，写入进程将接收到信号。当数据写入内存以后，内存被解锁，而全部休眠在索引节点的读取进程会被唤醒。

管道的读取过程和写入过程相似。可是，进程能够在没有数据或内存被锁定时当即返回错误信息，而不是阻塞该进程，这依赖于文件或管道的打开模式。反之，进程可以休眠在索引节点的等待队列中等待写入进程写入数据。当全部的进程完成了管道操做以后，管道的索引节点被丢弃，而共享数据页也被释放。

由于管道的实现涉及不少文件的操做,所以,当读者学完有关文件系统的内容后来读pipe.c中的代码，你会以为并不难理解。

Linux 管道的建立和使用都要简单一些，惟一的缘由是它须要更少的参数。实现与 Windows 相同的管道建立目标，Linux 和 UNIX 使用下面的代码片断：

建立 Linux 命名管道
int fd1[2];

if(pipe(fd1))

{ printf("pipe() FAILED: errno=%d",errno);

return 1;

}

Linux 管道对阻塞以前一次写操做的大小有限制。专门为每一个管道所使用的内核级缓冲区确切为 4096 字节。除非阅读器清空管道，不然一次超过 4K 的写操做将被阻塞。实际上这算不上什么限制，由于读和写操做是在不一样的线程中实现的。

Linux 还支持命名管道。对这些数字的早期评论员建议我，为公平起见，应该比较 Linux 的命名管道和 Windows 的命名管道。我写了另外一个在 Linux 上使用命名管道的程序。我发现对于 Linux 上命名的和未命名的管道，结果是没有区别。

Linux 管道比 Windows 2000 命名管道快不少，而 Windows 2000 命名管道比 Windows XP 命名管道快得多。

例子：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>


int main()
{
int n,fd[2];                         // 这里的fd是文件描述符的数组，用于建立管道作准备的
pid_t pid;
char line[100];
if(pipe(fd)<0)                     //   建立管道
   printf("pipe create error/n");

if((pid=fork())<0)              //利用fork()建立新进程
    printf("fork error/n");

else if(pid>0){                   //这里是父进程，先关闭管道的读出端，而后在管道的写端写入“hello world"
    close(fd[0]);
    write(fd[1],"hello word/n",11);
}
else{
    close(fd[1]);                 //这里是子进程，先关闭管道的写入端，而后在管道的读出端读出数据
   n= read(fd[0],line,100);
    write(STDOUT_FILENO,line,n);
}
exit(0);
}

来源不可知，转载地址：http://blog.csdn.net/mtv0312/article/details/6183583

管道通讯，就是在2个进程间创建一个管道