【Linux】进程间通信(万字详解) —— 上篇
🎇Linux：
- 博客主页：一起去看日落吗
- 分享博主的在Linux中学习到的知识和遇到的问题
博主的能力有限，出现错误希望大家不吝赐教- 分享给大家一句我很喜欢的话： 看似不起波澜的日复一日，一定会在某一天让你看见坚持的意义，祝我们都能在鸡零狗碎里找到闪闪的快乐🌿🌞🐾。
🍁 🍃 🍂 🌿
目录
- 🍁1. 进程间通信的介绍
- 🍂1.1 进程间通信的概念
- 🍂1.2 进程间通信的目的
- 🍂1.3 进程间通信的本质
- 🍂1.4 进程间通信的分类
- 🍁2. 管道
- 🍂2.1 什么是管道
- 🍂2.2 匿名管道
- 🍃2.2.1 匿名管道的原理
- 🍃2.2.2 pipe函数
- 🍃2.2.3 匿名管道使用步骤
- 🍃2.2.4 管道读写规则
- 🍃2.2.5 管道的特点
- 🍃2.2.6 管道的四种特殊情况
- 🍃2.2.7 管道的大小
- 🍂2.3 命名管道
- 🍃2.3.1 命名管道的原理
- 🍃2.3.2 使用命令创建命名管道
- 🍃2.3.3 创建一个命名管道
- 🍃2.3.4 命名管道的打开规则
- 🍃2.3.5 用命名管道实现serve&client通信
- 🍃2.3.6 用命名管道实现派发计算任务
- 🍃2.3.7 用命名管道实现进程遥控
- 🍃2.3.8 用命名管道实现文件拷贝
- 🍃2.3.8 命名管道和匿名管道的区别
- 🍃2.3.9 命令行当中的管道
🍁1. 进程间通信的介绍
🍂1.1 进程间通信的概念
进程间通信简称IPC（Interprocess communication），进程间通信就是在不同进程之间传播或交换信息。
🍂1.2 进程间通信的目的
- 数据传输： 一个进程需要将它的数据发送给另一个进程。
- 资源共享： 多个进程之间共享同样的资源。
- 通知事件： 一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它（它们）发生了某种事件，比如进程终止时需要通知其父进程。
- 进程控制： 有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变。
🍂1.3 进程间通信的本质
进程间通信的本质就是，让不同的进程看到同一份资源。
由于各个运行进程之间具有独立性，这个独立性主要体现在数据层面，而代码逻辑层面可以私有也可以公有（例如父子进程），因此各个进程之间要实现通信是非常困难的。
各个进程之间若想实现通信，一定要借助第三方资源，这些进程就可以通过向这个第三方资源写入或是读取数据，进而实现进程之间的通信，这个第三方资源实际上就是操作系统提供的一段内存区域。
因此，进程间通信的本质就是，让不同的进程看到同一份资源（内存，文件内核缓冲等）。 由于这份资源可以由操作系统中的不同模块提供，因此出现了不同的进程间通信方式。
🍂1.4 进程间通信的分类
管道
- 匿名管道
- 命名管道
System V IPC
- System V 消息队列
- System V 共享内存
- System V 信号量
POSIX IPC
- 消息队列
- 共享内存
- 信号量
- 互斥量
- 条件变量
- 读写锁
🍁2. 管道
🍂2.1 什么是管道
- 管道是Unix中最古老的进程间通信的形式。
- 我们把从一个进程连接到另一个进程的一个数据流称为一个“管道”
who命令和wc命令都是两个程序，当它们运行起来后就变成了两个进程，who进程通过标准输出将数据打到“管道”当中，wc进程再通过标准输入从“管道”当中读取数据，至此便完成了数据的传输，进而完成数据的进一步加工处理。
🍂2.2 匿名管道
🍃2.2.1 匿名管道的原理
匿名管道用于进程间通信，且仅限于本地父子进程之间的通信。
进程间通信的本质就是，让不同的进程看到同一份资源，使用匿名管道实现父子进程间通信的原理就是，让两个父子进程先看到同一份被打开的文件资源，然后父子进程就可以对该文件进行写入或是读取操作，进而实现父子进程间通信。
注意：
- 这里父子进程看到的同一份文件资源是由操作系统来维护的，所以当父子进程对该文件进行写入操作时，该文件缓冲区当中的数据并不会进行写时拷贝。
- 管道虽然用的是文件的方案，但操作系统一定不会把进程进行通信的数据刷新到磁盘当中，因为这样做有IO参与会降低效率，而且也没有必要。也就是说，这种文件是一批不会把数据写到磁盘当中的文件，换句话说，磁盘文件和内存文件不一定是一一对应的，有些文件只会在内存当中存在，而不会在磁盘当中存在。
🍃2.2.2 pipe函数
pipe函数用于创建匿名管道，pip函数的函数原型如下：
int pipe(int pipefd[2])
pipe函数的参数是一个输出型参数，数组pipefd用于返回两个指向管道读端和写端的文件描述符：
| 数组元素 | 含义 |
|---|---|
| pipefd[0] | 管道读端的文件描述符 |
| pipefd[1] | 管道写端的文件描述符 |
pipe函数调用成功时返回0，调用失败时返回-1。
🍃2.2.3 匿名管道使用步骤
在创建匿名管道实现父子进程间通信的过程中，需要pipe函数和fork函数搭配使用，具体步骤如下：
- 父进程调用pipe函数创建管道
- 父进程创建子进程
- 父进程关闭写端，子进程关闭读端
注意：
- 管道只能够进行单向通信，因此当父进程创建完子进程后，需要确认父子进程谁读谁写，然后关闭相应的读写端。
- 从管道写端写入的数据会被内核缓冲，直到从管道的读端被读取。
我们可以站在文件描述符的角度再来看看这三个步骤：
在以下代码当中，子进程向匿名管道当中写入10行数据，父进程从匿名管道当中将数据读出。
//child->write, father->read
#include
#include
#include
#include
#include
#include int main()
{int fd[2] = { 0 };if (pipe(fd) < 0){ //使用pipe创建匿名管道perror("pipe");return 1;}pid_t id = fork(); //使用fork创建子进程if (id == 0){//childclose(fd[0]); //子进程关闭读端//子进程向管道写入数据const char* msg = "hello father, I am child...";int count = 10;while (count--){write(fd[1], msg, strlen(msg));sleep(1);}close(fd[1]); //子进程写入完毕，关闭文件exit(0);}//fatherclose(fd[1]); //父进程关闭写端//父进程从管道读取数据char buff[64];while (1){ssize_t s = read(fd[0], buff, sizeof(buff));if (s > 0){buff[s] = '\0';printf("child send to father:%s\n", buff);}else if (s == 0){printf("read file end\n");break;}else{printf("read error\n");break;}}close(fd[0]); //父进程读取完毕，关闭文件waitpid(id, NULL, 0);return 0;
} 
🍃2.2.4 管道读写规则
pipe2函数与pipe函数类似，也是用于创建匿名管道，其函数原型如下：
int pipe2(int pipefd[2], int flags);
pipe2函数的第二个参数用于设置选项。
1、当没有数据可读时：
-
O_NONBLOCK disable：read调用阻塞，即进程暂停执行，一直等到有数据来为止。
-
O_NONBLOCK enable：read调用返回-1，errno值为EAGAIN。
2、当管道满的时候： -
O_NONBLOCK disable：write调用阻塞，直到有进程读走数据。
-
O_NONBLOCK enable：write调用返回-1，errno值为EAGAIN。
3、如果所有管道写端对应的文件描述符被关闭，则read返回0。
4、如果所有管道读端对应的文件描述符被关闭，则write操作会产生信号SIGPIPE，进而可能导致write进程退出。
5、当要写入的数据量不大于PIPE_BUF时，Linux将保证写入的原子性。
6、当要写入的数据量大于PIPE_BUF时，Linux将不再保证写入的原子性。
🍃2.2.5 管道的特点
1. 管道内部自带同步与互斥机制。
我们将一次只允许一个进程使用的资源，称为临界资源。管道在同一时刻只允许一个进程对其进行写入或是读取操作，因此管道也就是一种临界资源。
临界资源是需要被保护的，若是我们不对管道这种临界资源进行任何保护机制，那么就可能出现同一时刻有多个进程对同一管道进行操作的情况，进而导致同时读写、交叉读写以及读取到的数据不一致等问题。
为了避免这些问题，内核会对管道操作进行同步与互斥：
- 同步： 两个或两个以上的进程在运行过程中协同步调，按预定的先后次序运行。比如，A任务的运行依赖于B任务产生的数据。
- 互斥： 一个公共资源同一时刻只能被一个进程使用，多个进程不能同时使用公共资源。
实际上，同步是一种更为复杂的互斥，而互斥是一种特殊的同步。对于管道的场景来说，互斥就是两个进程不可以同时对管道进行操作，它们会相互排斥，必须等一个进程操作完毕，另一个才能操作，而同步也是指这两个不能同时对管道进行操作，但这两个进程必须要按照某种次序来对管道进行操作。
也就是说，互斥具有唯一性和排它性，但互斥并不限制任务的运行顺序，而同步的任务之间则有明确的顺序关系。
2. 管道的生命周期随进程。
管道本质上是通过文件进行通信的，也就是说管道依赖于文件系统，那么当所有打开该文件的进程都退出后，该文件也就会被释放掉，所以说管道的生命周期随进程。
3. 管道提供的是流式服务
对于进程A写入管道当中的数据，进程B每次从管道读取的数据的多少是任意的，这种被称为流式服务，与之相对应的是数据报服务：
- 流式服务： 数据没有明确的分割，不分一定的报文段。
- 数据报服务： 数据有明确的分割，拿数据按报文段拿。
4. 管道是半双工通信的
在数据通信中，数据在线路上的传送方式可以分为以下三种：
- 单工通信(Simplex Communication)：单工模式的数据传输是单向的。通信双方中，一方固定为发送端，另一方固定为接收端。
- 半双工通信(Half Duplex)：半双工数据传输指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输，但是不能同时传输。
- 全双工通信(Full Duplex)：全双工通信允许数据在两个方向上同时传输，它的能力相当于两个单工通信方式的结合。全双工可以同时(瞬时)进行信号的双向传输。
管道是半双工的，数据只能向一个方向流动，需要双方通信时，需要建立起两个管道。
🍃2.2.6 管道的四种特殊情况
在使用管道时，可能出现以下四种特殊情况：
- 写端进程不写，读端进程一直读，那么此时会因为管道里面没有数据可读，对应的读端进程会被挂起，直到管道里面有数据后，读端进程才会被唤醒。
- 读端进程不读，写端进程一直写，那么当管道被写满后，对应的写端进程会被挂起，直到管道当中的数据被读端进程读取后，写端进程才会被唤醒。
- 写端进程将数据写完后将写端关闭，那么读端进程将管道当中的数据读完后，就会继续执行该进程之后的代码逻辑，而不会被挂起。
- 读端进程将读端关闭，而写端进程还在一直向管道写入数据，那么操作系统会将写端进程杀掉。
我们可以通过以下代码看看情况四中，子进程退出时究竟是收到了什么信号
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{int fd[2] = { 0 };if (pipe(fd) < 0){ //使用pipe创建匿名管道perror("pipe");return 1;}pid_t id = fork(); //使用fork创建子进程if (id == 0){//childclose(fd[0]); //子进程关闭读端//子进程向管道写入数据const char* msg = "hello father, I am child...";int count = 10;while (count--){write(fd[1], msg, strlen(msg));sleep(1);}close(fd[1]); //子进程写入完毕，关闭文件exit(0);}//fatherclose(fd[1]); //父进程关闭写端close(fd[0]); //父进程直接关闭读端（导致子进程被操作系统杀掉）int status = 0;waitpid(id, &status, 0);printf("child get signal:%d\n", status & 0x7F); //打印子进程收到的信号return 0;
} 
由此可知，当发生情况四时，操作系统向子进程发送的是SIGPIPE信号将子进程终止的。
🍃2.2.7 管道的大小
管道的容量是有限的，如果管道已满，那么写端将阻塞或失败，那么管道的最大容量是多少呢？
- 方法一：man
我们先使用uname -r命令，查看自己使用的Linux版本。
然后man 7 pipe 中查看pipe capacity
根据man手册，在2.6.11之前的Linux版本中，管道的最大容量与系统页面大小相同，从Linux 2.6.11往后，管道的最大容量是65536字节。
- 方法二：ulimit
ulimit -a
根据显示，管道的最大容量是 512 × 8 = 4096 512\times8=4096 512×8=4096 字节。
- 方法三：暴力自测
若是读端进程一直不读取管道当中的数据，写端进程一直向管道写入数据，当管道被写满后，写端进程就会被挂起。据此，我们可以写出以下代码来测试管道的最大容量。
#include
#include
#include
#include
int main()
{int fd[2] = { 0 };if (pipe(fd) < 0){ //使用pipe创建匿名管道perror("pipe");return 1;}pid_t id = fork(); //使用fork创建子进程if (id == 0){//child close(fd[0]); //子进程关闭读端char c = 'a';int count = 0;//子进程一直进行写入，一次写入一个字节while (1){write(fd[1], &c, 1);count++;printf("%d\n", count); //打印当前写入的字节数}close(fd[1]);exit(0);}//fatherclose(fd[1]); //父进程关闭写端//父进程不进行读取waitpid(id, NULL, 0);close(fd[0]);return 0;
} 
可以看到，在读端进程不进行读取的情况下，写端进程最多写65536字节的数据就被操作系统挂起了，也就是说，我当前Linux版本中管道的最大容量是65536字节。
🍂2.3 命名管道
🍃2.3.1 命名管道的原理
匿名管道只能用于具有共同祖先的进程（具有亲缘关系的进程）之间的通信，通常，一个管道由一个进程创建，然后该进程调用fork，此后父子进程之间就可应用该管道。
如果要实现两个毫不相关进程之间的通信，可以使用命名管道来做到。命名管道就是一种特殊类型的文件，两个进程通过命名管道的文件名打开同一个管道文件，此时这两个进程也就看到了同一份资源，进而就可以进行通信了。
注意：
-
普通文件是很难做到通信的，即便做到通信也无法解决一些安全问题。
-
命名管道和匿名管道一样，都是内存文件，只不过命名管道在磁盘有一个简单的映像，但这个映像的大小永远为0，因为命名管道和匿名管道都不会将通信数据刷新到磁盘当中。
🍃2.3.2 使用命令创建命名管道
我们可以使用mkfifo命令创建一个命名管道。
p代表该文件是命名管道文件
使用这个命名管道文件，就能实现两个进程之间的通信了。我们在一个进程（进程A）中用shell脚本每秒向命名管道写入一个字符串，在另一个进程（进程B）当中用cat命令从命名管道当中进行读取。
现象就是当进程A启动后，进程B会每秒从命名管道中读取一个字符串打印到显示器上。这就证明了这两个毫不相关的进程可以通过命名管道进行数据传输，即通信。
当管道的读端进程退出后，写端进程再向管道写入数据就没有意义了，此时写端进程会被操作系统杀掉，在这里就可以很好的得到验证：当我们终止掉读端进程后，因为写端执行的循环脚本是由命令行解释器bash执行的，所以此时bash就会被操作系统杀掉，我们的云服务器也就退出了。
🍃2.3.3 创建一个命名管道
在程序中创建命名管道使用mkfifo函数
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
mkfifo函数的第一个参数是pathname，表示要创建的命名管道文件。
- 若pathname以路径的方式给出，则将命名管道文件创建在pathname路径下。
- 若pathname以文件名的方式给出，则将命名管道文件默认创建在当前路径下。（注意当前路径的含义）
mkfifo函数的第二个参数是mode，表示创建命名管道文件的默认权限。
若想创建出来命名管道文件的权限值不受umask的影响，则需要在创建文件前使用umask函数将文件默认掩码设置为0。
mkfifo函数的返回值
- 命名管道创建成功，返回0。
- 命名管道创建失败，返回-1。
🍃2.3.4 命名管道的打开规则
1. 如果当前打开操作是为读而打开FIFO时。
- O_NONBLOCK disable：阻塞直到有相应进程为写而打开该FIFO。
- O_NONBLOCK enable：立刻返回成功。
2. 如果当前打开操作是为写而打开FIFO时。
- O_NONBLOCK disable：阻塞直到有相应进程为读而打开该FIFO。
- O_NONBLOCK enable：立刻返回失败，错误码为ENXIO。
🍃2.3.5 用命名管道实现serve&client通信
实现服务端(server)和客户端(client)之间的通信之前，我们需要先让服务端运行起来，我们需要让服务端运行后创建一个命名管道文件，然后再以读的方式打开该命名管道文件，之后服务端就可以从该命名管道当中读取客户端发来的通信信息了。
//server.cc
#include "comm.hpp"int main()
{umask(0); //将文件默认掩码设置为0if (mkfifo(FILE_NAME, 0666) < 0){ //使用mkfifo创建命名管道文件perror("mkfifo");return 1;}int fd = open(FILE_NAME, O_RDONLY); //以读的方式打开命名管道文件if (fd < 0){perror("open");return 2;}char msg[128];while (1){msg[0] = '\0'; //每次读之前将msg清空//从命名管道当中读取信息ssize_t s = read(fd, msg, sizeof(msg)-1);if (s > 0){msg[s] = '\0'; //手动设置'\0'，便于输出printf("client# %s\n", msg); //输出客户端发来的信息}else if (s == 0){printf("client quit!\n");break;}else{printf("read error!\n");break;}}close(fd); //通信完毕，关闭命名管道文件return 0;
}而对于客户端来说，因为服务端运行起来后命名管道文件就已经被创建了，所以客户端只需以写的方式打开该命名管道文件，之后客户端就可以将通信信息写入到命名管道文件当中，进而实现和服务端的通信。
客户端的代码如下：
//client.cc
#include "comm.hpp"int main()
{int fd = open(FILE_NAME, O_WRONLY); //以写的方式打开命名管道文件if (fd < 0){perror("open");return 1;}char msg[128];while (1){msg[0] = '\0'; //每次读之前将msg清空printf("Please Enter# "); //提示客户端输入fflush(stdout);//从客户端的标准输入流读取信息ssize_t s = read(0, msg, sizeof(msg)-1);if (s > 0){msg[s - 1] = '\0';//将信息写入命名管道write(fd, msg, strlen(msg));}}close(fd); //通信完毕，关闭命名管道文件return 0;
}对于如何让客户端和服务端使用同一个命名管道文件，这里我们可以让客户端和服务端包含同一个头文件，该头文件当中提供这个共用的命名管道文件的文件名，这样客户端和服务端就可以通过这个文件名，打开同一个命名管道文件，进而进行通信了。
共用头文件的代码如下：
//comm.hpp
#pragma once#include
#include
#include
#include
#include
#include #define FILE_NAME "myfifo" //让客户端和服务端使用同一个命名管道
代码编写完毕后，先将服务端进程运行起来，之后我们就能在客户端看到这个已经被创建的命名管道文件。
接着再将客户端也运行起来，此时我们从客户端写入的信息被客户端写入到命名管道当中，服务端再从命名管道当中将信息读取出来打印在服务端的显示器上，该现象说明服务端是能够通过命名管道获取到客户端发来的信息的，换句话说，此时这两个进程之间是能够通信的。
服务端和客户端之间的退出关系
当客户端退出后，服务端将管道当中的数据读完后就再也读不到数据了，那么此时服务端也就会去执行它的其他代码了（在当前代码中是直接退出了）。
当服务端退出后，客户端写入管道的数据就不会被读取了，也就没有意义了，那么当客户端下一次再向管道写入数据时，就会收到操作系统发来的13号信号(SIGPIPE)，此时客户端就被操作系统强制杀掉了。
通信是在内存当中进行的
若是我们只让客户端向管道写入数据，而服务端不从管道读取数据，那么这个管道文件的大小会不会发生变化呢？
//server.cc
#include "comm.hpp"int main()
{umask(0); //将文件默认掩码设置为0if (mkfifo(FILE_NAME, 0666) < 0){ //使用mkfifo创建命名管道文件perror("mkfifo");return 1;}int fd = open(FILE_NAME, O_RDONLY); //以读的方式打开命名管道文件if (fd < 0){perror("open");return 2;}while (1){//服务端不读取管道信息}close(fd); //通信完毕，关闭命名管道文件return 0;
}可以看到，尽管服务端不读取管道当中的数据，但是管道当中的数据并没有被刷新到磁盘，使用ll命令看到命名管道文件的大小依旧为0，也就说明了双方进程之间的通信依旧是在内存当中进行的，和匿名管道通信是一样的。
🍃2.3.6 用命名管道实现派发计算任务
需要注意的是两个进程之间的通信，并不是简单的发送字符串而已，服务端是会对客户端发送过来的信息进行某些处理的。
这里我们以客户端向服务端派发计算任务为例，客户端通过管道向服务端发送双操作数的计算请求，服务端接收到客户端的信息后需要计算出相应的结果。
这里我们无需更改客户端的代码，只需改变服务端处理通信信息的逻辑即可。
//server.cc
#include "comm.hpp"int main()
{umask(0); //将文件默认掩码设置为0if (mkfifo(FILE_NAME, 0666) < 0){ //使用mkfifo创建命名管道文件perror("mkfifo");return 1;}int fd = open(FILE_NAME, O_RDONLY); //打开命名管道文件if (fd < 0){perror("open");return 2;}char msg[128];while (1){msg[0] = '\0'; //每次读之前将msg清空//从命名管道当中读取信息ssize_t s = read(fd, msg, sizeof(msg)-1);if (s > 0){msg[s] = '\0'; //手动设置'\0'，便于输出printf("client# %s\n", msg);//服务端进行计算任务const char* lable = "+-*/%";char* p = msg;int flag = 0;while (*p){switch (*p){case '+':flag = 0;break;case '-':flag = 1;break;case '*':flag = 2;break;case '/':flag = 3;break;case '%':flag = 4;break;}p++;}char* data1 = strtok(msg, "+-*/%");char* data2 = strtok(NULL, "+-*/%");int num1 = atoi(data1);int num2 = atoi(data2);int ret = 0;switch (flag){case 0:ret = num1 + num2;break;case 1:ret = num1 - num2;break;case 2:ret = num1 * num2;break;case 3:ret = num1 / num2;break;case 4:ret = num1 % num2;break;}printf("%d %c %d = %d\n", num1, lable[flag], num2, ret); //打印计算结果}else if (s == 0){printf("client quit!\n");break;}else{printf("read error!\n");break;}}close(fd); //通信完毕，关闭命名管道文件return 0;
}此时服务端接收到客户端的信息后，需要进行的处理动作就不是将其打印到显示器了，而是需要将信息经过进一步的处理，从而得到相应的结果。
🍃2.3.7 用命名管道实现进程遥控
比较有意思的是，我们可以通过一个进程来控制另一个进程的行为，比如我们从客户端输入命令到管道当中，再让服务端将管道当中的命令读取出来并执行。
下面我们只实现了让服务端执行不带选项的命令，若是想让服务端执行带选项的命令，可以对管道当中获取的命令进行解析处理。这里的实现非常简单，只需让服务端从管道当中读取命令后创建子进程，然后再进行进程程序替换即可。
这里也无需更改客户端的代码，只需改变服务端处理通信信息的逻辑即可。
//server.cc
#include "comm.hpp"int main()
{umask(0); //将文件默认掩码设置为0if (mkfifo(FILE_NAME, 0666) < 0){ //使用mkfifo创建命名管道文件perror("mkfifo");return 1;}int fd = open(FILE_NAME, O_RDONLY); //以读的方式打开命名管道文件if (fd < 0){perror("open");return 2;}char msg[128];while (1){msg[0] = '\0'; //每次读之前将msg清空//从命名管道当中读取信息ssize_t s = read(fd, msg, sizeof(msg)-1);if (s > 0){msg[s] = '\0'; //手动设置'\0'，便于输出printf("client# %s\n", msg);if (fork() == 0){//childexeclp(msg, msg, NULL); //进程程序替换exit(1);}waitpid(-1, NULL, 0); //等待子进程}else if (s == 0){printf("client quit!\n");break;}else{printf("read error!\n");break;}}close(fd); //通信完毕，关闭命名管道文件return 0;
}此时服务端接收到客户端的信息后，便进行进程程序替换，进而执行客户端发送过来的命令。
🍃2.3.8 用命名管道实现文件拷贝
生成一个txt文件，然后进行拷贝
我们要做的就是，让客户端将file.txt文件通过管道发送给服务端，在服务端创建一个file-bat.txt文件，并将从管道获取到的数据写入file-bat.txt文件当中，至此便实现了file.txt文件的拷贝。
//server.cc
#include "comm.hpp"int main()
{umask(0); //将文件默认掩码设置为0if (mkfifo(FILE_NAME, 0666) < 0){ //使用mkfifo创建命名管道文件perror("mkfifo");return 1;}int fd = open(FILE_NAME, O_RDONLY); //以读的方式打开命名管道文件if (fd < 0){perror("open");return 2;}//创建文件file-bat.txt，并以写的方式打开该文件int fdout = open("file-bat.txt", O_CREAT | O_WRONLY, 0666);if (fdout < 0){perror("open");return 3;}char msg[128];while (1){msg[0] = '\0'; //每次读之前将msg清空//从命名管道当中读取信息ssize_t s = read(fd, msg, sizeof(msg)-1);if (s > 0){write(fdout, msg, s); //将读取到的信息写入到file-bat.txt文件当中}else if (s == 0){printf("client quit!\n");break;}else{printf("read error!\n");break;}}close(fd); //通信完毕，关闭命名管道文件close(fdout); //数据写入完毕，关闭file-bat.txt文件return 0;
}而客户端需要做的就是，以写的方式打开这个已经存在的命名管道文件，再以读的方式打开file.txt文件，之后需要做的就是将file.txt文件当中的数据读取出来并写入管道当中即可。
//client.cc
#include "comm.hpp"int main()
{int fd = open(FILE_NAME, O_WRONLY); //以写的方式打开命名管道文件if (fd < 0){perror("open");return 1;}int fdin = open("file.txt", O_RDONLY); //以读的方式打开file.txt文件if (fdin < 0){perror("open");return 2;}char msg[128];while (1){//从file.txt文件当中读取数据ssize_t s = read(fdin, msg, sizeof(msg));if (s > 0){write(fd, msg, s); //将读取到的数据写入到命名管道当中}else if (s == 0){printf("read end of file!\n");break;}else{printf("read error!\n");break;}}close(fd); //通信完毕，关闭命名管道文件close(fdin); //数据读取完毕，关闭file.txt文件return 0;
}
file.txt 和 file-bat.txt 文件当中的内容相同，拷贝文件成功。
使用管道实现文件的拷贝有什么意义？
因为这里是使用管道在本地进行的文件拷贝，所以看似没什么意义，但我们若是将这里的管道想象成“网络”，将客户端想象成“shell”，再将服务端想象成“centos服务器”。那我们此时实现的就是文件上传的功能，若是将方向反过来，那么实现的就是文件下载的功能。
🍃2.3.8 命名管道和匿名管道的区别
- 匿名管道由pipe函数创建并打开。
- 命名管道由mkfifo函数创建，由open函数打开。
- FIFO（命名管道）与pipe（匿名管道）之间唯一的区别在于它们创建与打开的方式不同，一旦这些工作完成之后，它们具有相同的语义。
🍃2.3.9 命令行当中的管道
创建一个text.txt文件
我们可以利用管道（“|”）同时使用cat命令和grep命令，进而实现文本过滤。
由于匿名管道只能用于有亲缘关系的进程之间的通信，而命名管道可以用于两个毫不相关的进程之间的通信，因此我们可以先看看命令行当中用管道（“|”）连接起来的各个进程之间是否具有亲缘关系。
下面通过管道（“|”）连接了三个进程，通过ps命令查看这三个进程可以发现，这三个进程的PPID是相同的，也就是说它们是由同一个父进程创建的子进程。
而它们的父进程实际上就是命令行解释器，这里为bash
也就是说，由管道（“|”）连接起来的各个进程是有亲缘关系的，它们之间互为兄弟进程。
现在我们已经知道了，若是两个进程之间采用的是命名管道，那么在磁盘上必须有一个对应的命名管道文件名，而实际上我们在使用命令的时候并不存在类似的命名管道文件名，因此命令行上的管道实际上是匿名管道。