【进程间通信】：管道通信/有名/无名

进程间通信的方式：

• 管道 (半双工（只能收或者发，不能同时） ，全双工（同步进行，同发同收）
• 信号量
• 共享内存
• 消息队列
• 套接字
• 管道： 有名管道和无名管道
  有名管道：可以在任意进程间通信
  无名管道：仅在父子进程间通信
• 定义：
  从一个进程链接数据流到另外一个进程
  说人话：一个进程的输出通过某种介质作为另一个进程的输入
  这个介质就是管道。这也是需要管道的原因。
  命令的写法：cmd1 | cmd2
  比如shell 让标准输入和标准输出两个命令通果管道显示在终端屏幕上：
  cmd1 标准输入的命令（键盘）
  cmd1 标准输出传给 cmd2 ，作为cmd2的标准输入
  cmd2 标准输出到屏幕
  如下图：
• 管道通信：如果需要程序实现，需要两个函数（popen()和pclose())来实现两个进程之间的数据传递。
  command :要运行的程序名和相应的参数
  open_mode:r / w 权限
  r : 被输出的程序可以被输出程序使用，输出程序利用popen返回的FILE*文件流指针，使用fread来读取被输出程序的输出。
  w: 输出程序通过fwrite 向被输出程序发送数据。而被输出程序从标准输入读取数据。【它不知道这口饭刚从别人嘴里吐出来。放在盘子里。】
  【接盘侠，可以理解为从婚介所得到一个其他人吐出来的二手货】

#include<stdio.h>
FILE *popen(const char* command,const char* open_mode);
int pclose(FILE *stream_to_close);

popen() ：允许一个程序将另外一个程序做为新进程启动。
也就是一个程序的输出命令作为了另一个程序的输入
pclose() ： 只在popen启动的进程结束后返回。返回值是所关闭的文件流所在的进程的退出码。如果父进程提前获取了该进程的退出码，那么该进程极其资源被回收。其返回值为-1或error。
也就是pclose必须在父进程获取该进程退出码之前执行。

例如：ps -ef 输出 | 输入grep “main”

            出现一下问题：
             1.  管道必须读写进程同时 open，否则会阻塞
             2. 如果管道没有数据，那么read ，阻塞
             3.  管道的写端关闭，读read返回值为0
             4. 管道的读端关闭，写会产生异常（发送SIGPIPE)
              (女朋友挂断电话，你还一个劲说话有啥用？）

#include<signal.h>
void fun(int sig)
{
    
        printf("sig =%d",sig);
}
int main()
{
    
    signal(SIGPIPE,fun);

• 创建有名管道
  mkfifo FIFO (fifo 可以随便起）

touch a.c b.c
特殊之处：打开文件管道文件，会在内存中开辟一片空间，会将写入的数据写入内存中。不论有名管道还是无名管道

• a.c文件

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
    
	int fdw = open("fifo", O_WRONLY);
	if (fdw == -1)
	{
    
		exit(-1);
	}
	char buff[128] = {
     0 };
	fgets(buff, 128, stdin);
	write(fdw, buff, strlen(buff) - 1);
	close(fdw);
	exit(0);
}

• b.c文件

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

int main()
{
	int fdr = open("fifo", O_RDONLY);
	if (fdr == -1)
	{
		exit(1);
	}
	printf("fdr =%d\n", fdr);
	char buff[128] = { 0 };
	int num = read(fdr, buff, 127);
	printf("buff =%s\n", buff);
	close(fdr);
	exit(0);
 }

• 改进：（连续发送数据，和接收数据）
  管道中没有数据会阻塞住（只要不关闭管道）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
    
	int fdw = open("fifo", O_WRONLY);
	if (fdw == -1)
	{
    
		exit(-1);
	}
	while(1){
    
	char buff[128] = {
     0 };
	fgets(buff, 128, stdin);
    if(strncmp(buff,"end",3)==0 )
    {
    
     break;
     }
	write(fdw, buff, strlen(buff) - 1);
	}
	close(fdw);
	exit(0);
}

• b.c文件

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

int main()
{
	int fdr = open("fifo", O_RDONLY);
	if (fdr == -1)
	{
		exit(1);
	}
	printf("fdr =%d\n", fdr);
	while(1){
	char buff[128] = { 0 };
	int num = read(fdr, buff, 127);
	if(num == 0)  //读到的数据为0
	{
	break;
	}
	printf("buff =%s\n", buff);
	}
	close(fdr);
	exit(0);
 }

无名管道创建
man pipe
通过pipe打开管道文件，直接将管道的文件描述符返回
会用fork()产生一个子进程，（因此父进程负责写，子进程负责读）
必须父子进程均关闭，该文件才关闭ca。（教室最后一个人走了，才算真的关闭）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
    
	int fd[2];
	if (pipe(fd) == -1)  //fd[0] 读，fd[1]写
	{
    
		exit(1);
	}
	printf("fd[0] = %d,fd[1] = %d\n", fd[0], fd[1]);

    pid_t pid =fork();
    if(pid == -1)
    {
    
            exit(0);
    }
    if(pid == 0)
    {
    
      close(fd[1]);
      char buff[128] ={
    0};
      read(fd[0],buff,127);
      printf("child read :%s\n",buff);
      close(fd[0]);
    }
    else
    {
    
            close(fd[0]);
            write(fd[1],"abc",3);
            close(fd[1]);

    }
	exit(0);
 }

• 面试会问：
  
  dup(3,1) 将3的文件描述符复制到1的位置
  ls>a.test 文件重定向 （追加和覆盖）
  因为标准输入输出已经被a.txt 覆盖，因此就没有标准输出和标准输入了。因此hello打印再a.txt中

#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
    
	int fd = open("a.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0600)
	{
    
		if (fd == -1)
		{
    
			printf("open a.txt filed\n");
			exit(1);
		}
		dup2(fd, 1);
		dup2(fd, 2);
	}
	printf("hello\n"); //因为标准输入输出已经被a.txt 覆盖，因此就没有标准输出和标准输入了。因此hello打印再a.txt中
	exit(0);
}

管道的实现：