マルチプロセス通信方式一:パイプ(PIPE)

プロセス通信(IPC)のいくつかの方式と比較
執筆:黄顕国080416
 
せっかくの暇なので、時間を割いてプロセス通信の知識を勉強して、ここ数日の勉強をまとめて、忘れたときに参考にします.
 
プロセス通信方式:
Linuxシステムは、3つのシステムのプロセス通信モードを継承しています.
1、システムV IPCに基づく
2、UNIX IPCに基づく
3.POSIX IPCに基づく
同時にsocketプロセス間通信も含まれていますが、これは異なるプロセッサシステム間のネットワーク通信方式であり、私の関心ではありません.
 
方式一:パイプ(PIPE)
パイプは無名パイプと有名パイプの2種類に分かれています
1、無名パイプ.
無名パイプは、親関係を持つ親子プロセス、サブプロセス間の通信に使用されます.その実現関数にはint pipe(int fd[2])がある.
//fd[2]は記述子配列であり、1つのリード記述子と1つのライト記述子を含み、パイプ通信を使用するときに不要なリードまたはライト記述子を閉じ、一方向のリードまたはライトパイプを構築し、readとwriteで操作ファイルのように操作すればよい.
 
図は、プロセス1からプロセス2までのリードパイプです.
以下は私が書いたpipeの検証プログラムで、それぞれ親プロセスと親子プロセスでパイプにデータを書き、サブプロセスとサブプロセスでデータを読み、各サブプロセスのsleep時間を変更して所望の同期を実現しようとすると、結果が面白いことに気づきます.注:サブプロセスを作成すると、親プロセスのパイプがコピーされます.
 
 

/*******************************************************************************************/
//pipe.c
//frome the example, we can see:
// pipe       ，    ，           ，  read
// write     ，                    ；
//                 。
/*****************************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
 
int main()
{
       int pipe_fd[2];
       char buf_r[100];
       char buf_rr[100];
       if(pipe(pipe_fd)<0)
       {
              printf("pipe create error
");
              return -1;
       }
       else
              printf("pipe create success
");
       printf("pipe_fd[0]=%d,pipe_fd[1]=%d
",pipe_fd[0],pipe_fd[1]);
      
       if(fork()==0)//   
       {
              close(pipe_fd[1]);//          
              printf("fork()");
              //sleep(2);
              if(fork()==0)//    
              {    
                     if(read(pipe_fd[0],buf_r,5)>0)
                            printf("BUF_R: in child child process,read from the pipe is %s
",buf_r); 
                     close(pipe_fd[0]);
                     exit(0);
              }
              Else //   
              {
                     if(read(pipe_fd[0],buf_rr,3)>0)
                            printf("BUF_RR: in child parent process,read from the pipe is %s
",buf_rr);
                     close(pipe_fd[0]);
                     exit(0);   
              }
       }
       else  //   
       {
              close(pipe_fd[0]);
              sleep(5);
              if(write(pipe_fd[1],"Hello ",5)!=-1)
                     printf("write1 parent pipe success
"); 
              if(fork()==0)  //    
              {
                     if(write(pipe_fd[1],"PIPE",5)!=-1)
                            printf("write parent child pipe success");     
                     close(pipe_fd[1]);  
                     exit(0);   
              }
              close(pipe_fd[1]);
              exit(0);
       }
}
 
2、      
                   。       ：
int mkfifo(const char *filename, mode_t mode)
//      filename   ，          ，         。
         mkfifo   。Fifo_read.c           ，fifo_write.c         。  sleep                 ，            。
     gcc           。
//---------------------------------------------------------------------------------------------------
//fifo_read.c
//      ，               
//int mkfifo(const char *filename, mode_t mode)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
 
#define FIFO "/home/huang/myfifo"
 
int main(int argc,char **argv)
{
       int fd;
       int nread;
       char buf_r[100];
       if(mkfifo("/home/huang/myfifo",O_CREAT|O_EXCL)<0)//&&(errno!=EEXIST))
       {
              perror("mkfifo:");
              printf("cann't create fifoserver
");
              return -1;
       }
       printf("Preparing for reading bytes...
");
       fd=open(FIFO,O_RDONLY|O_NONBLOCK,0);
       if(fd==-1)
       {
              perror("open!
");
              exit(1);
       }
       while(1)
       {
              memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));
              if((nread=read(fd,buf_r,sizeof(buf_r)))==-1)
              {
                     if(errno==EAGAIN)
                            printf("no data yet
");
              }
              printf("read %s from FIFO
",buf_r);
              sleep(1);
       }
       pause();
       unlink(FIFO);
}
 
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
//fifo_write.c
//      ，               
//int mkfifo(const char *filename, mode_t mode)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
 
#define FIFO "/home/huang/myfifo"
 
int main(int argc, char **argv)
{
       int fd;
       char w_buf[100];
       int nwrite;
       if(argc==1)
       {
              printf("please send some message
");
              exit(1);   
       }
       fd=open(FIFO,O_WRONLY|O_NONBLOCK,0);
       if(fd==-1)
       {
              if(errno==ENXIO)
                     printf("open error;no reading process
");
              perror("open:");
              return -1;
       }
       memset(w_buf,'a',sizeof(w_buf));
       printf("sizeof(w_buf)=%d
",sizeof(w_buf));
       while(1)
       {
              if((nwrite=write(fd,w_buf,strlen(w_buf)))==-1)
              {
                     if(errno==EAGAIN)
                            printf("The FIFO has not been write yet.
");
                     perror("write");
              //     else
                     //     printf("error in writting!
");
              }
              else
                     printf("write %s to the FIFO
",w_buf);
              sleep(2);
       }
       close(fd);
}