Linux进程间通信：管道详解

"进程通信概述及管道通信详解" 进程通信是操作系统中多进程协同工作的重要机制，目的是实现进程间的协作和数据交换。在Linux系统中，进程间通信（IPC）有多种方式，包括早期UNIX的通信方式（管道、FIFO、信号）、System V IPC（消息队列、信号灯、共享内存）以及POSIX IPC（posix消息队列、posix信号灯、posix共享内存）。现代Linux系统广泛使用的通信方式有管道、信号、消息队列、共享内存、信号量和套接字。 一、进程通信的目的： 1. 数据传输：进程间传递数据，范围从单个字节到几兆字节。 2. 共享数据：多个进程同时访问和修改同一数据，需实时同步。 3. 通知事件：进程间传递事件通知，如进程退出通知其父进程。 4. 资源共享：多个进程共享资源，需要内核提供的锁和同步机制来避免冲突。 5. 进程控制：控制进程能监控并影响其他进程的行为。 二、管道通信： 管道是一种半双工的通信方式，分为匿名管道（普通管道）和有名管道（FIFO）。普通管道主要用于具有亲缘关系的进程间通信，而有名管道可以在没有亲缘关系的进程间通信。 1. 管道特性： - 单向：数据只能从一端写入，另一端读出。 - FIFO：数据按照先进先出的原则传输。 - 无结构：管道传输的是字节流，不保留原始数据结构。 - 固定大小：管道有容量限制，写满后会阻塞写进程，读空后阻塞读进程。 2. 管道创建： 使用`pipe()`系统调用创建管道，传入一个包含两个整数的数组，成功后数组的两个元素分别代表管道的读端和写端文件描述符。 3. 管道的读写： - 读进程从管道的读端读取数据，数据被读取后会从管道中移除。 - 写进程向管道的写端写入数据，管道满时会阻塞写进程。 - 管道通常配合`fork()`创建子进程进行使用，实现父子进程间的通信。 示例代码展示了如何创建管道和读写操作。在父子进程中，父进程关闭读端，子进程关闭写端，然后分别进行读写操作。需要注意，当尝试读空管道或写满管道时，进程会被阻塞，直到条件满足。 总结，进程通信在实现多进程协同工作时起着至关重要的作用，而管道作为早期的通信机制，虽然简单但仍然实用。了解并掌握这些基础知识对于理解和实现复杂的多进程系统是必不可少的。