Linux系統程式設計之程式間通訊方式：管道（二）

　　管道的特點

　　每個管道只有一個頁面作為緩衝區，該頁面是按照環形緩衝區的方式來使用的。這種訪問方式是典型的“ 生產者 —— 消費者 ” 模型。當 “ 生產者 ” 程式有大量的資料需要寫時，而且每當寫滿一個頁面就需要進行睡眠等待，等待 “ 消費者 ” 從管道中讀走一些資料，為其騰出一些空間。相應的，如果管道中沒有可讀資料， “ 消費者 ” 程式就要睡眠等待，具體過程如下圖所示：

 

　　預設的情況下，從管道中讀寫資料，最主要的特點就是阻塞問題（這一特點應該記住），當管道里沒有資料，另一個程式預設用read() 函式從管道中讀資料是阻塞的。

 

　　測試程式碼如下：

 

　　#include<stdio.h>

 

　　#include<string.h>

 

　　#include<unistd.h>

 

　　#include<stdlib.h>

 

　　#include<sys/types.h>

 

　　#include<sys/wait.h>

 

　　int main(int argc,char*argv[])

 

　　{

 

　　int fd_pipe[2]={0};

 

　　pid_t pid;

 

　　if(pipe(fd_pipe)<0){// 建立無名管道

 

　　perror("pipe");

 

　　}

 

　　pid=fork();// 建立程式

 

　　if(pid<0){// 出錯

 

　　perror("fork");

 

　　exit(-1);

 

　　}

 

　　if(pid==0){// 子程式

 

　　_exit(0);

 

　　}else if(pid>0){// 父程式

 

　　wait(NULL);// 等待子程式結束，回收其資源

 

　　char str[50]={0};

 

　　printf("before read\n");

 

　　// 從管道里讀資料，如果管道沒有資料， read() 會阻塞

 

　　read(fd_pipe[0],str,sizeof(str));

 

　　printf("after read\n");

 

　　printf("str=[%s]\n",str);// 列印資料

 

　　}

 

　　return 0;

 

　　}

 

　　執行結果：

 

　　當然，我們程式設計時可透過fcntl() 函式設定檔案的阻塞特性。

 

　　設定為阻塞：fcntl(fd,F_SETFL,0);

 

　　設定為非阻塞：fcntl(fd,F_SETFL,O_NONBLOCK);

 

　　測試程式碼如下：

 

　　#include<stdio.h>

 

　　#include<string.h>

 

　　#include<unistd.h>

 

　　#include<stdlib.h>

 

　　#include<sys/types.h>

 

　　#include<sys/wait.h>

 

　　#include<fcntl.h>

 

　　int main(int argc,char*argv[])

 

　　{

 

　　int fd_pipe[2]={0};

 

　　pid_t pid;

 

　　if(pipe(fd_pipe)<0){// 建立無名管道

 

　　perror("pipe");

 

　　}

 

　　pid=fork();// 建立程式

 

　　if(pid<0){// 出錯

 

　　perror("fork");

 

　　exit(-1);

 

　　}

 

　　if(pid==0){// 子程式

 

　　sleep(3);

 

　　char buf[]="hello,edu";

 

　　write(fd_pipe[1],buf,strlen(buf));// 寫資料

 

　　_exit(0);

 

　　}else if(pid>0){// 父程式

 

　　fcntl(fd_pipe[0],F_SETFL,O_NONBLOCK);// 非阻塞

 

　　//fcntl(fd_pipe[0],F_SETFL,0);// 阻塞

 

　　while(1){

 

　　char str[50]={0};

 

　　read(fd_pipe[0],str,sizeof(str));// 讀資料

 

　　printf("str=[%s]\n",str);

 

　　sleep(1);

 

　　}

 

　　}

 

　　return 0;

 

　　}

 

　　執行結果：

 

　　預設的情況下，從管道中讀寫資料，還有如下特點（知道有這麼回事就夠了，不用刻意去記這些特點）：

 

　　1 ）呼叫 write() 函式向管道里寫資料，當緩衝區已滿時 write() 也會阻塞。

 

　　測試程式碼如下：

 

　　#include<stdio.h>

 

　　#include<string.h>

 

　　#include<unistd.h>

 

　　#include<stdlib.h>

 

　　#include<sys/types.h>

 

　　#include<sys/wait.h>

 

　　int main(int argc,char*argv[])

 

　　{

 

　　int fd_pipe[2]={0};

 

　　pid_t pid;

 

　　char buf[1024]={0};

 

　　memset(buf,'a',sizeof(buf));// 往管道寫的內容

 

　　int i=0;

 

　　if(pipe(fd_pipe)<0){// 建立無名管道

 

　　perror("pipe");

 

　　}

 

　　pid=fork();// 建立程式

 

　　if(pid<0){// 出錯

 

　　perror("fork");

 

　　exit(-1);

 

　　}

 

　　if(pid==0){// 子程式

 

　　while(1){

 

　　write(fd_pipe[1],buf,sizeof(buf));

 

　　i++;

 

　　printf("i========%d\n",i);

 

　　}

 

　　_exit(0);

 

　　}else if(pid>0){// 父程式

 

　　wait(NULL);// 等待子程式結束，回收其資源

 

　　}

 

　　return 0;

 

　　}

 

　　執行結果：

 

　　2 ）通訊過程中，別的程式先結束後，當前程式讀埠關閉後，向管道內寫資料時， write() 所在程式會（收到 SIGPIPE 訊號）退出，收到 SIGPIPE 預設動作為中斷當前程式。

 

　　測試程式碼如下：

 

　　#include<stdio.h>

 

　　#include<string.h>

 

　　#include<unistd.h>

 

　　#include<stdlib.h>

 

　　#include<sys/types.h>

 

　　#include<sys/wait.h>

 

　　int main(int argc,char*argv[])

 

　　{

 

　　int fd_pipe[2]={0};

 

　　pid_t pid;

 

　　if(pipe(fd_pipe)<0){// 建立無名管道

 

　　perror("pipe");

 

　　}

 

　　pid=fork();// 建立程式

 

　　if(pid<0){// 出錯

 

　　perror("fork");

 

　　exit(-1);

 

　　}

 

　　if(pid==0){// 子程式

 

　　//close(fd_pipe[0]);

 

　　_exit(0);

 

　　}else if(pid>0){// 父程式

 

　　wait(NULL);// 等待子程式結束，回收其資源

 

　　close(fd_pipe[0]);// 當前程式讀埠關閉

 

　　char buf[50]="12345";

 

　　// 當前程式讀埠關閉

 

　　//write() 會收到 SIGPIPE 訊號，預設動作為中斷當前程式

 

　　write(fd_pipe[1],buf,strlen(buf));

 

　　while(1);// 阻塞

 

　　}

 

　　return 0;

 

　　}

 

　　執行結果：