linux环境下，进程地址空间相互独立，每个进程各自有不同的用户地址空间，任何一个进程的全局变量在另外一个进程中都看不到，所以进程和进程之间不能相互访问，要交互数据必须通过内核，在内核中开辟一块缓冲区，进程1把数据从用户空间拷贝到内核缓冲区，进程2再从内核缓冲区中把数据读走，内核提供的这种机制称为进程间通信（IPC，InterProcess Communication）。
在进程间完成数据传递需要借助操作系统提供的特殊方法：如：文件、管道、信号、共享内存、消息队列、套接字、命名管道等。随着计算机的蓬勃发展，一些方法由于自身缺陷被淘汰或者弃用，目前常用的进程间通信方式有：
1.管道（使用最简单）
2.信号（开销小）
3.共享映射区（无血缘关系）
4.本地套接字（最稳定）
管道是一种最基本的IPC机制，作用于有血缘关系的进程之间，完成数据传递。调用pipe系统函数即可创建一个管道，
特征：
1.其本质是一个伪文件系统（实为内核缓冲区）
2.由两个文件描述符引用，一个表示读端，一个表示写端
3.规定数据从管道的写端流入管道，从读端流出
管道的原理：管道实为内核使用环形队列机制，借助内核缓冲区（4K）实现。
管道的局限性：
1.数据不能进程自己写，自己读。
2.管道中数据不可反复读，一旦读走，管道中不再存在。
3.采用半双工通信方式，数据只能在单方向上流动。
4.只能在有公共祖先的进程间使用管道。
int pipe(int pipefd[2]);成功：返回0
失败：返回-1，这是errno
函数调用成功返回r/w两个文件描述符，无需open，但需手动close。规定fd[0]->r，fd[1]->w，就像0对应标准输入，1，对应标准输出一样。向管道文件读写数据其实就是在读写内核缓冲区。
管道创建成功后，创建该管道的进程（父进程）同时掌握着管道的读端和写端。
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <string.h> int main(int argc, char const *argv[]) { pid_t pid; int fd[2]; char *str = "hello pipe\n"; char buf[1024]; int ret = pipe(fd); if(ret==-1) { perror("pipe error"); exit(1); } pid = fork(); if(pid==-1) { perror("fork error"); exit(1); } else if(pid>0) { close(fd[0]);//关闭读端 write(fd[1],str,strlen(str)); close(fd[1]); sleep(1); } else { close(fd[1]);//关闭写段 int ret = read(fd[0],buf,sizeof(buf)); close(fd[0]); write(STDOUT_FILENO,buf,ret); } return 0; }
管道的读写行为：
读管道：
1.管道有数据：read返回实际读到的字节数
2.管道无数据：
1）无写端，read返回0（类似读到文件尾）
2）有写端，read阻塞等待
写管道：
1.无读端，异常终止（SIGPIPE导致的）
2.有读端：
1）管道已满，阻塞等待
2）管道未满，返回写入的字节个数。
例子：
使用管道实现父子进程间通信，完成ls | wc-l，假定父进程实现ls，子进程实现wc。
ls命令正常会将结果写到stdout，但现在会写入管道的写端；wc -l正常应该从stdin读取数据，但此时会从管道的读端读。
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <string.h> int main(int argc, char const *argv[]) { pid_t pid; int fd[2]; int ret = pipe(fd); if(ret==-1) { perror("pipe error"); exit(1); } pid = fork(); if(pid==-1) { perror("fork error"); exit(1); } else if(pid>0) { close(fd[0]);//关闭读端 dup2(fd[1],STDOUT_FILENO);//注意这里execlp后依然有效 execlp("ls","ls",NULL); perror("execlp error"); } else { close(fd[1]);//关闭写段 dup2(fd[0],STDIN_FILENO); execlp("wc","wc","-l",NULL); perror("execlp error"); } return 0; }兄弟进程间通信
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <sys/wait.h> int main(int argc, char const *argv[]) { pid_t pid; int fd[2]; int ret = pipe(fd); int wpid; if(ret==-1) { perror("pipe error"); exit(1); } for(int i=1;i<=2;i++) { pid = fork(); if(pid==-1) { perror("fork error"); exit(1); } else if(pid==0 && i==1) { close(fd[0]);//关闭读端 dup2(fd[1],STDOUT_FILENO); execlp("ls","ls",NULL); perror("execlp error"); } else if(pid==0 && i==2) { close(fd[1]);//关闭写端 dup2(fd[0],STDIN_FILENO); execlp("wc","wc","-l",NULL); perror("execlp error"); } } close(fd[0]);//这里得关闭父进程的读写端 close(fd[1]); while((wpid=waitpid(-1,NULL,0))!=-1) { printf("wait child %d\n",wpid); } return 0; } #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <sys/wait.h> int main(int argc, char const *argv[]) { pid_t pid; int fd[2]; int ret = pipe(fd); int i; if(ret==-1) { perror("pipe error"); exit(1); } for(i=1;i<=2;i++) { pid = fork(); if(pid==-1) { perror("fork error"); exit(1); } else if(!pid) { break; } } if(i==3) { close(fd[0]);//父进程关闭读写端 close(fd[1]); wait(NULL); wait(NULL); } else if(i==1) { close(fd[0]);//关闭读端 dup2(fd[1],STDOUT_FILENO); execlp("ls","ls",NULL); perror("execlp error"); } else if(i==2) { close(fd[1]);//关闭写端 dup2(fd[0],STDIN_FILENO); execlp("wc","wc","-l",NULL); perror("execlp error"); } return 0; }
