进程间通信：IPC概念
IPC：Interprocess Communication，通过内核提供的缓冲区进行数据交换的机制。
IPC通信的方式：
通信种类：
pipe通信是单双工的。
#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);
例子：
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
int main(){
int fds[2];
pipe(fds);
pid_t pid = fork();
if(pid == 0){
write(fds[1], "hello\n", 6);
char buf[10] = {0};
int ret = read(fds[0], buf, sizeof buf);
if(ret > 0){
printf("%s", buf);
}
}
if(pid > 0){
char buf[10] = {0};
int ret = read(fds[0], buf, sizeof buf);
if(ret > 0){
printf("%s", buf);
}
write(fds[1], "world\n", 6);
sleep(1);
}
}
例子1：子进程写，父进程读。
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
int main(){
int fds[2];
pipe(fds);
pid_t pid = fork();
if(pid == 0){
write(fds[1], "hello\n", 6);
/*
char buf[10] = {0};
int ret = read(fds[0], buf, sizeof buf);
if(ret > 0){
printf("%s", buf);
}
*/
}
if(pid > 0){
char buf[10] = {0};
int ret = read(fds[0], buf, sizeof buf);
if(ret > 0){
printf("%s", buf);
}
//write(fds[1], "world\n", 6);
//sleep(1);
}
}例子2：用管道实现【ps aux | grep bash】命令。
实现办法，用dup2函数把标准输出，重定向到写端；再把标准输入重定向到读端。
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
int main(){
int fds[2];
pipe(fds);
pid_t pid = fork();
int stdoutfd = dup(STDOUT_FILENO);
if(pid == 0){
//close(fds[0]);//------------①
dup2(fds[1], STDOUT_FILENO);
execlp("ps", "ps", "aux", NULL);
}
if(pid > 0){
//close(fds[1]);//----------②
dup2(fds[0], STDIN_FILENO);
execlp("grep", "grep", "bash", NULL);
dup2(stdoutfd, STDOUT_FILENO);
}
}
运行结果：发现程序没有结束，阻塞住了，必须按ctol-c才能结束。
ys@ys:~/test$ ./pi2
ys 1551 0.0 0.2 29692 5548 pts/0 Ss 10:05 0:00 bash
ys 2316 0.0 0.2 29560 5328 pts/1 Ss+ 11:33 0:00 bash
ys 2486 0.0 0.0 21536 1060 pts/0 S+ 11:56 0:00 grep bash
用【ps aux】调查一下，发现，由于父进程【grep bash】没有结束还没有回收子进程，导致【ps】变成了僵尸进程。
ys 2437 0.0 0.0 21536 1088 pts/0 S+ 11:50 0:00 grep bash
ys 2438 0.1 0.0 0 0 pts/0 Z+ 11:50 0:00 [ps] <defunct>
ys 2439 0.0 0.1 44472 3800 pts/1 R+ 11:50 0:00 ps aux
为什么父进程【grep bash】没有结束呢？确实在子进程里给父进程【ps aux】的输出结果了啊！
这是grep命令本身的缘故，在终端执行【grep bash】的话，就变成了阻塞状态，grep在等待标准输入，如果输入了【bash】grep就会给出结果，但是还是在继续等待标准输入，所以这就是父进程没有结束，阻塞在【grep bash】那里的原因。
解决办法：告诉【grep】，管道的写端不会再写入数据了后，grep就不会再继续等待，所以grep就会结束。grep的结束了，父进程也就结束了，所以僵尸进程也就自动消失了。
需要改代码的地方是②处，加上【close(fds[1]);】，就告诉了grep，已经没有写入了，所以grep就不会阻塞，父进程就能够结束掉。
注意：其实应该在子进程里也应该加上【close(fds[1]);】，才能达到写端全部关闭了，为什么没写也没错误呢，因为子进程先执行结束了，进程结束后，系统会自动把进程中打开的文件描述符全部关闭，所以没在子进程里写关闭写端的代码，也没出问题。
管道有如下的规则：
例子1：写端全部关闭：read函数返回0。
在①和②两处必须都关闭写端，read函数才能返回0.
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
int main(){
int fds[2];
pipe(fds);
pid_t pid = fork();
if(pid == 0){
char buf[10] = {0};
int ret = read(fds[0], buf, sizeof buf);
if(ret > 0){
printf("%s", buf);
}
close(fds[1]);//----①
sleep(1);
if(read(fds[0],buf, sizeof buf) == 0){
printf("all closed\n");
}
}
if(pid > 0){
int ret = write(fds[1], "hello\n", 6);
close(fds[1]);//------②
wait(NULL);
}
}例子2：读端全部关闭：write函数会产生SIGPIPE信号，程序异常结束。
在①和②两处必须都关闭读端，write函数会产生SIGPIPE信号。
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
int main(){
int fds[2];
pipe(fds);
pid_t pid = fork();
if(pid == 0){
close(fds[0]);//------②
int ret = write(fds[1], "hello\n", 6);
}
if(pid > 0){
close(fds[0]);//----①
//close(fds[1]);
int status;
wait(&status);
if(WIFSIGNALED(status)){
printf("killed by %d\n", WTERMSIG(status));
}
}
}
执行结果：【killed by 13】。13是SIGPIPE
查看系统默认的管道缓冲区的大小：ulimit -a
pipe size (512 bytes, -p) 8查看系统默认的管道缓冲区的大小的函数：fpathconf
#include <unistd.h>
long fpathconf(int fd, int name);
例子：
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(){
int fds[2];
pipe(fds);
long ret = fpathconf(fds[0], _PC_PIPE_BUF);
printf("size:%ld\n", ret);
}
执行结果：size:4096
上面的【例子：用管道实现【ps aux | grep bash】命令】有个问题，父进程直接调用了exec函数，导致无法在父进程中回收子进程的资源。下面的例子就去解决这个问题，方法是，不在父进程里调用exec函数，在2个兄弟子进程里分别调用exec函数，然后在父进程里回收资源。
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main(){
int fds[2];
pipe(fds);
pid_t pid = fork();
if(pid == 0){
pid_t pid1 = fork();
if(pid1 == 0){
dup2(fds[1], STDOUT_FILENO);
execlp("ps", "ps", "aux", NULL);
}
else if(pid1 > 0){
close(fds[1]);//----①
dup2(fds[0], STDIN_FILENO);
execlp("grep", "grep", "bash", NULL);
//dup2(stdoutfd, STDOUT_FILENO);
}
}
else if(pid > 0){
close(fds[1]);//----②
wait(NULL);
}
}注意在①和②处的关闭代码。
到此为止，可以看出来管道的
创建FIFO伪文件的命令：【mkfifo】
prw-r--r-- 1 ys ys 0 4月 29 15:59 myfifo文件类型为P，大小为0。
也可以用函数：mkfifo创建
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);FIFO通信原理：内核对fifo文件开辟一个缓冲区，操作fifo伪文件，就相当于操作缓冲区，实现里进程间的通信。实际上就是文件读写。
FIFO例子：传进一个事先用mkfifo 创建好的FIFO文件。可以同时打开多个读端和写端。
写端：
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char* argv[]){
printf("begin write\n");
int fd = open(argv[1], O_WRONLY);
printf("end write\n");
int num = 0;
char buf[20] = {0};
while(1){
sprintf(buf, "num=%04d\n", num++);
write(fd, buf, strlen(buf));
sleep(1);
}
close(fd);
}
读端：
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char* argv[]){
printf("begin read\n");
int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
printf("end read\n");
int num = 0;
char buf[20] = {0};
while(1){
memset(buf, 0x00, sizeof buf);
int ret = read(fd, buf, sizeof buf);
if(ret > 0){
printf("%s\n", buf);
}
else if(ret == 0){
break;
}
sleep(1);
}
close(fd);
}例子里有两个注意点：
open的时候是阻塞的，只有当读端和写端都打开后，open函数才会返回。非FIFO文件的open函数不是阻塞的。
FIFOs
Opening the read or write end of a FIFO blocks until the other end is
also opened (by another process or thread). See fifo(7) for further
details.强制终止读端进程后，写端会自动终止。理由是读端已经关闭了，再往里写就会收到SIGFIFO信号，这个和管道的原理是一样的。
原文：https://www.cnblogs.com/xiaoshiwang/p/10794806.html