重头开始嵌入式第二十六天（Linux系统编程 进程间通信 IPC）

目录

IPC 进程间通信

1.管道通信

管道的特性

使用流程

无名管道

1.创建并打开管道：

2.无名管道的读写：

3.关闭管道： close();

4.使用例子：

有名管道

1、创建：mkfifo

2、打开有名管道 open

3、管道的读写： 文件IO

4、关闭管道：

5、卸载管道：remove();

---

IPC 进程间通信

进程间通信（Inter-Process Communication，简称 IPC）是指在不同进程之间进行数据交换、消息传递和资源共享的机制。
 
常见的 IPC 方式包括：
 
1. 管道（Pipe）：分为无名管道和有名管道。无名管道只能在具有亲缘关系的进程间使用，而有名管道可在无亲缘关系的进程间通信。
2. 消息队列（Message Queue）：消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。
3. 共享内存（Shared Memory）：多个进程可以访问同一块物理内存区域，实现快速的数据交换，但需要同步机制来协调访问。
4. 信号量（Semaphore）：用于实现进程间的互斥与同步。
5. 套接字（Socket）：可用于不同主机上的进程间通信，也可用于同一主机上的进程间通信。
 
进程间通信在多进程和多线程编程中起着至关重要的作用，使得不同的进程能够协同工作，完成复杂的任务。

1.管道通信

管道的特性

管道具有以下特性：
 
1. 半双工通信：数据只能在一个方向上流动。如果要实现双向通信，需要建立两个管道。
2. 只能在具有亲缘关系（如父子进程）的进程间使用：通常是父进程创建管道，然后创建子进程，子进程会继承父进程的文件描述符，从而实现通过管道通信。
3. 数据是字节流形式：管道中的数据没有固定的格式或消息边界，就像一个连续的字节流。
4. 管道的容量有限：通常是一个有限的缓冲区大小，如果写入的数据超过了缓冲区的容量，写进程会被阻塞，直到读进程读取数据腾出空间。64k
5. 管道是基于文件描述符的：通过对文件描述符进行读写操作来实现数据的传递。
6. 生命周期随进程：如果参与通信的进程结束，管道也会被销毁。
7.管道破裂，读端关闭，写管道。

使用流程

无名管道

创建管道-读写管道-关闭管道

1.创建并打开管道：

 pipe函数

#include 
int pipe(int pipefd[2]);

功能：创建并打开一个无名管道
参数：pipefd[0] ==>无名管道的固定读端
  pipefd[1] ==>无名管道的固定写端
返回值：成功 0
失败 -1；

注意事项：
1、无名管道的架设应该在fork之前进行。

2.无名管道的读写：

===》文件IO的读写方式。
读： read()
写： write()

3.关闭管道： close();

4.使用例子：

#include 
#include 
#include               /* Obtain O_* constant definitions */
#include 
#include 
int main(int argc, char *argv[])
{
    int pipefd[2]={0};
    int ret = pipe(pipefd);
    if(-1 == ret)
    {
        perror("pipe");
        return 1;
    }

    pid_t pid = fork();
    if(pid>0)
    {
        close(pipefd[0]);
        sleep(3);
        char buf[50]="hello,child";
        write(pipefd[1],buf,strlen(buf));
    }
    else if(0 == pid)
    {
        close(pipefd[1]);
        char buf[50]={0};
        read(pipefd[0],buf,sizeof(buf));
        printf("father :%s\n",buf);
    }
    else 
    {
        perror("fork");
        return 1;
    }
    return 0;
}

有名管道

有名管道===》fifo ==》有文件名称的管道。
  文件系统中可见

框架：
创建有名管道 ==》打开有名管道 ==》读写管道
==》关闭管道  ==》卸载有名管道
 

1、创建：mkfifo

#include 
#include 
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

功能：在指定的pathname路径+名称下创建一个权限为
      mode的有名管道文件。
参数：pathname要创建的有名管道路径+名称
  mode  8进制文件权限。
返回值：成功 0
失败  -1；

2、打开有名管道 open

注意：该函数使用的时候要注意打开方式，
因为管道是半双工模式，所有打开方式直接决定
当前进程的读写方式。
一般只有如下方式：
int fd-read = open("./fifo",O_RDONLY); ==>fd 是固定读端
int fd-write = open("./fifo",O_WRONLY); ==>fd 是固定写端
不能是 O_RDWR 方式打开文件。
不能有 O_CREAT 选项，因为创建管道有指定的mkfifo函数
 

3、管道的读写： 文件IO

读： read(fd-read,buff,sizeof(buff));
写： write(fd-write,buff,sizeof(buff));

4、关闭管道：

close(fd)；

5、卸载管道：remove();

int unlink(const char *pathname);

功能：将指定的pathname管道文件卸载，同时
  从文件系统中删除。
参数： ptahtname 要卸载的有名管道 
返回值：成功 0
失败  -1；