进程间通信
进程是一个独立的资源分配单元，不同进程（用户进程）之间的资源是独立的，没有关联的，不能在一个进程中直接访问另一个进程中的资源。
但是进程不是孤立的，不同的进程需要进行信息的交互和状态的传递，因此需要进程间通信（IPC（inter processes communication））.
进程间通信的目的
数据传输。一个进程需要将他的数据传输给另一个进程。
通知事件。一个进程需要向另一个/一组进程发送消息，通知他/他们发生了某种事件（比如进程终止时要通知父进程）
资源共享。多个进程之间共享同样的资源（需要内核提供互斥和同步机制）。
进程控制。有些进程希望完全控制另一个进程的执行（比如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的缺陷和异常，并能够及时知道他的状态改变。
linux进程间的通信方式
匿名管道
管道也叫做无名（匿名）管道，他是 unix 系统 IPC 最古老形式，所有的 unix 系统都支持这种通信方式。
例如，统计一个目录中文件的数目命令：ls | wc -l，为了执行这个命令，shell创建了两个进程来分别执行 ls 和 wc 命令
管道的特点
管道其实是一个在内核中维护的缓冲器，这个缓冲期的存储能力是有限的，不同的操作系统下大小不一定相同。
管道拥有文件读写操作的特性，可以按照操作文件的方式来操作管道。匿名管道没有文件实体，有名管道有文件实体，但是不存储数据。
管道是一个字节流，使用管道时不存在消息或者消息边界的概念，从管道中读取数据的进程可以读取任意大小，而不管写入数据的进程写入了多少数据。
通过管道传输的数据是顺序的，从管道读出数据的顺序和写入管道中数据的顺序一致。
管道中数据单向传输，从一端写入从另一端读取，是半双工的。
管道中的数据只能被读取一次，读完之后被抛弃以便写入新的数据，管道中不能使用lseek来随机的读取数据。
匿名管道只能用在同一个公共祖先的管道之间（父子、兄弟等具有亲缘关系的管道之间）。
管道的数据结构
管道的数据结构是一个环形队列。
匿名管道的使用
创建与使用管道
#include
int pipe(int pipefd[2]);
作用： 创建一个匿名管道用于进程间通信
参数： 一个传入值传出结果的数组参数，pipefd[0]对应的是管道的读端，pipefd[1]对应的是管道的写端。
返回： 成功0，失败-1
管道是默认阻塞的： 如果管道中没有数据，read阻塞。如果管道满了，write阻塞。
注意： 匿名管道只能用于有公共祖先的进程之间通信（父子进程，兄弟进程等）。
查看管道缓冲大小的shell命令：
ulimit -a
查看管道缓冲大小的函数：
#include
long fpathconf(int fd, int name);
子进程发送数据给父进程，父进程读取数据的例子：
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
// 需要在 fork 之前创建管道
int aiPipeFd[2];
int iRet = pipe(aiPipeFd);
if (-1 == iRet) {
perror("pipe create failed!\n");
exit(0);
}
// 创建子进程
pid_t tPid = fork();
if (tPid > 0) {
printf("I am parent, pid:%d\n", getpid());
// 关闭管道的写端
close(aiPipeFd[1]);
char acBuf[1024] = {0};
while(1) {
int iLen = read(aiPipeFd[0], acBuf, sizeof(acBuf));
printf("parent pid:%d, recv:%s\n", getpid(), acBuf);
bzero(acBuf, 1024);
}
}
else if (tPid == 0) {
printf("I am child, pid:%d\n", getpid());
// 关闭管道的读端
close(aiPipeFd[0]);
char* pStr = "Hello, I am child!";
while(1) {
write(aiPipeFd[1], pStr, strlen(pStr));
sleep(1);
}
}
return 0;
}
输出：
获取管道的大小，其中 name 参数可以从 man fpathconf 中查询
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
int aiPipeFd[2];
int iRet = pipe(aiPipeFd);
if (-1 == iRet) {
perror("pipe created failed!\n");
exit(0);
}
// 获取管道的大小
long lSize = fpathconf(aiPipeFd[0], _PC_PIPE_BUF);
printf("pipe size:%ld\n", lSize);
return 0;
}
管道的读写特点
使用管道时需要注意以下几种特殊情况（假设都是阻塞I/O操作）：
如果所有的指向管道写端的文件描述符都被关闭了（管道写端引用计数为0），当有进程从管道读端读数据，管道中剩余的数据被读完之后，再次 read 会返回0，就像读到文件结尾一样。
如果指向管道写端的文件描述符没有被关闭（管道写端引用计数大于0），且持有管道写端描述符的进程没有向管道中写数据。此时如果有进程从管道中读数据，当管道中的数据被读完之后，再次 read 将会阻塞，直到管道中被写入了新数据才会读到数据并返回。
如果所有指向管道读端的文件描述符都被关闭了（管道读端引用计数为0），当有进程向管道中写数据，那么该进程会收到一个 SIGPIPE 信号，通常会导致进程异常终止。
如果指向管道读端的文件描述符没有被关闭（管道读端引用计数大于0），且持有管道读端描述符的进程没有从管道中读数据。此时如果有进程向管道中写数据，当管道被写满之后，再次 write 将会阻塞，直到管道中有空位置才会写入数据并返回。
总结：
读管道：
管道中有数据，read返回实际读到的字节数。
管道中无数据：
写端被全部关闭，read返回0（相当于读到文件末尾）
写端没有完全关闭，read阻塞等待。
写管道：
管道读端全部被关闭，进程异常终止（进程收到 SIGPIPE 信号）
管道读端没有全部被关闭
管道已满，write阻塞
管道没有满，write写入数据并返回实际写入的字节数