进程间通信 - 匿名管道【Linux】

后端

2023-09-07 05:07:11

进程间通信 (IPC) 的概念

进程间通信 (Inter-Process Communication, IPC) 是一种允许不同进程之间交换数据和信息的机制。在现代操作系统中，IPC 是一种必不可少的功能，广泛应用于各种应用程序和系统服务。

匿名管道：一种高效的 IPC 方法

在 Linux 系统中，匿名管道是一种常用的 IPC 方法，它允许相关进程之间直接传输数据，无需使用文件系统或其他中间媒介。匿名管道由两个端点组成：读端和写端。数据从写端写入，从读端读取。

匿名管道的优点

匿名管道具有以下优点：

高效：匿名管道在内核中实现，无需经过用户空间的复制操作，因此数据传输非常高效。
简单：匿名管道的使用非常简单，只需要创建管道，然后使用读写函数即可进行数据传输。
灵活：匿名管道可以用于父子进程之间、兄弟进程之间或不相关的进程之间的数据传输。

匿名管道的底层实现原理

匿名管道实际上是一个内核数据结构，它包含一个读写缓冲区和两个文件符：读端文件符和写端文件描述符。当一个进程创建匿名管道时，内核会为其分配一个管道缓冲区，并返回两个文件描述符。

匿名管道的使用示例

以下是一个使用匿名管道在父子进程之间传输数据的示例代码：

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

int main() {
    int pipefd[2];
    if (pipe(pipefd) == -1) {
        perror("pipe");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (pid == 0) { // child process
        // write to the write end of the pipe
        char *message = "Hello, world!\n";
        write(pipefd[1], message, strlen(message));
    } else { // parent process
        // read from the read end of the pipe
        char buffer[1024];
        int n = read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));
        if (n == -1) {
            perror("read");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        // print the received message
        printf("Received message: %s", buffer);
    }

    // close the pipe descriptors
    close(pipefd[0]);
    close(pipefd[1]);

    return 0;
}