Linux 管道理解
一、什么是管道1.1 unix中最古老的进程间通信
1.2 一个进程链接到另一个进程的数据流称为“管道”：
图解：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e0fb148278044957962ce795445b9f6c.png
二、管道通信的原理
2.1当我们创建一个进程然后打开一个文件的时候
会经过以下步骤：
①首先要描述这个进程，为这个进程创建一个task_struct的结构体对象；
②然后通过task_struct结构体里的文件描述符表指针找到这张文件描述符表；
③通过文件描述符表里的指针指向所对应打开的文件；
④文件里包含有inode文件属性、file_operators读写方法、缓冲区；
这时候就可以调用文件的读写方法对这个文件举行操作了！
图解：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/284c81c9a6024a31975216210e0797c0.png
2.2 当我们创建一个子进程的时候
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e4940e08658342919152fcbfc768d2d4.png
此时子进程就能够看到父进程所看到的所有文件！！
进程通信的本质：让差异的进程看到统一份资源！
既然子进程能够看到父进程的内容了，那么父子进程之间怎么举行通信呢？？
2.3 约定
想举行通讯父子进程间必须要有一个约定，要么规定父进程写入，子进程读取；大概父进程读取，子进程写入；
然而这样就行了吗？还没有，因为如果父进程是以读的方式打开的文件，子进程继承后也只能以读的方式操作这个文件而不能实现父写子读、父读子写，那怎么办呢？
2.4 方法
①父进程打开文件的时候以读文件打开一次文件，再以写方式打开一次文件（共打开两次同一文件）；
②父进程fork子进程后，子进程继承父，并根据实际的场景，关闭父的读+子的写（实现父写子读）大概关闭父的写+子的读（实现父读子写）！
图解：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/6f6fb9397508477c9f2413c9902acd87.png
三、代码实现
3.1 用到的接口
①：建立管道接口
#include <unistd.h>//头文件
int pipe(int pipefd); //返回值小于0表示失败，pipefd 输出型参数，意思传入一个数组把文件的文件描述符带出来让用户使用！！ 记住：pipefd :读下标 pipefd ：写下标
②：体系调用写接口
#include<unistd.h> //头文件
ssize_t write(int fd,void*buffer,size_t count);
//fd -> 写入一个被打开的文件的描述符
//buffer -> 作为缓冲区用来写入/读取文件
// count -> 写入的大小
//size_t 写入成功返回写入的字节数，写入失败返回-1 ③：体系调用读接口
#include <unistd.h> //头文件
ssize_t read(int fd,void*buffer,size_t count);
//fd ->被打开的文件的描述符（从哪读）
// buffer -> 读写缓冲区 （读到哪）
// count -> 读取的字节数
// ssize_t -> 读取成功返回读取的字节数，读取失败返回-1，读取到文件末尾返回0 ④：fork()函数
#include <unistd.h> //头文件
#include <sys/types.h> //头文件
函数原型
pid_t fork( void);
（pid_t 是一个宏定义，其实质是int 被定义在#includesys/types.h>中）
返回值：若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1 ⑤：snprintf()函数
#include <stdio.h>//头文件
int snprintf(char* str,size_t size,const char*format,...);
//str -> 写到的位置
// size -> 写到的位置的大小
// format -> 格式字符串
// ... 列表 ⑥：waitpid（）函数
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options); 3.2 linux下实现两个进程之间的管道通信
//testipc1.cpp
#include <unistd.h>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <iostream>
#define SIZE 1024
using namespace std;
void Write(int wfd)
{
//写入内容
char buffer={0};//缓冲区
int number =0;//记录写入次数
const char*message="hello linux!! i am child!!";
while (true)
{
//子不停写
snprintf(buffer,sizeof(buffer),"%s - pid:%d -%d\n",message,getpid(),number++);
write(wfd,buffer,strlen(buffer));
sleep(2);//每隔两秒写
}
}
void Read(int rfd)
{
char buffer={0};//缓冲区
while(true)
{
ssize_t redcount= read(rfd,buffer,sizeof(buffer));
if(redcount){
buffer='\0';
}
cout<<buffer<<endl;
}
}
int main()
{
int pipefd;
int retpipe=pipe(pipefd);//建立管道
pid_t id=fork();//创建子进程
if(id<0)return 1;//创建失败
else if(id==0)
{
//child
//父读子写，子关闭读
close(pipefd);
Write(pipefd);
exit(0);//子写完退出程序
}
else
//farther
//父读子写，父关闭写
close(pipefd);
Read(pipefd);
pid_t retpid=(id,NULL,0);
if(retpid<0)return 3;//等待失败
return 0;
} //makefile文件
testipc1:testipc1.cpp ##依赖目标：依赖文件
g++ -o $@ $^ -std=c++11
.PHONY:clean
clean:
rm -f testipc1 测试：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/3a6ee568daf84e909e1157056a7f832e.png
父进程乐成读取子进程写入的内容！！
四、总结
4.1、管道的五大特性
①具有血缘关系的进程；
②父子进程会协同，同步与互斥，---保护管道文件的数据安全；
③管道只能单向通信；
④管道是面向字节省的；
⑤管道是基于文件的，而文件的生命周期是随进程的；
4.2、管道的几种环境
①读写端正常，管道如果为空，读端壅闭；
②读写正常，管道写满，写端壅闭；
③读端正常，写端关闭，读端会读到0；
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