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20250829的学习笔记

ops 2025/9/2 11:10:32

一、管道

1、对比总结表

特性	无名管道 (匿名管道)	有名管道 (FIFO)
标识方式	无文件名，通过文件描述符	有文件名，存在于文件系统中
进程关系	只能用于有亲缘关系的进程	可用于任意进程间通信
创建方式	`pipe()` 系统调用	`mkfifo()` 系统调用
持久性	随进程结束而销毁	持久存在于文件系统中
访问方式	通过文件描述符	通过文件名打开
通信方向	半双工（单向）	半双工（单向）

2、无名管道 (Anonymous Pipe)

（1）特点

①匿名存在：没有文件名，只在内存中存在。
②亲缘要求：只能用于父子进程或兄弟进程间通信。
③临时性：管道随进程的结束而自动销毁。

（2）创建和使用

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

int main() {
int pipefd[2]; // pipefd[0]用于读，pipefd[1]用于写
pid_t pid;
char buf[256];

// 1. 创建管道
if (pipe(pipefd) == -1) {
perror("pipe");
exit(EXIT_FAILURE);
}

// 2. 创建子进程
pid = fork();
if (pid == -1) {
perror("fork");
exit(EXIT_FAILURE);
}

if (pid == 0) {
// 子进程 - 读取数据
close(pipefd[1]); // 关闭写端

int n = read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));
printf("Child received: %.*s\n", n, buf);

close(pipefd[0]);
exit(EXIT_SUCCESS);
} else {
// 父进程 - 写入数据
close(pipefd[0]); // 关闭读端

const char *msg = "Hello from parent!";
write(pipefd[1], msg, strlen(msg));

close(pipefd[1]);
wait(NULL); // 等待子进程结束
}

return 0;
}

（3）执行流程
1. pipe(pipefd) 创建管道，返回两个文件描述符。
2. fork() 创建子进程，子进程继承父进程的文件描述符。
3. 父子进程分别关闭不需要的管道。
4. 父进程写入，子进程读取。

3、有名管道 (Named Pipe / FIFO)

（1）特点

①有名称：在文件系统中有一个路径名
②无亲缘要求：任何进程都可以通过文件名访问
③持久性：管道文件一直存在直到被显式删除

（2）创建和使用

创建FIFO：
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

// 方法1：使用mkfifo函数
if (mkfifo("/tmp/myfifo", 0666) == -1) {
perror("mkfifo");
}

// 方法2：使用mknod函数
if (mknod("/tmp/myfifo", S_IFIFO | 0666, 0) == -1) {
perror("mknod");
}

写入进程 (writer.c)：
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int main() {
int fd;
char *fifo = "/tmp/myfifo";

// 创建FIFO
mkfifo(fifo, 0666);

// 打开FIFO进行写入
fd = open(fifo, O_WRONLY);

// 写入数据
write(fd, "Hello FIFO!", 12);

close(fd);
return 0;
}
```

读取进程 (reader.c)：
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int main() {
int fd;
char buf[256];
char *fifo = "/tmp/myfifo";

// 打开FIFO进行读取
fd = open(fifo, O_RDONLY);

// 读取数据
int n = read(fd, buf, sizeof(buf));
printf("Received: %.*s\n", n, buf);

close(fd);
// 可选：删除FIFO文件
unlink(fifo);
return 0;
}