系统编程-------进程间通讯

进程间通讯

pipe, 亲属间进程通讯,

#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);

参数:

  • pipedfd :用于接收pipe函数创建的管道文件的读写文件描述
  • pipefd[0] :指向管道文件的读端
  • pipefd[1]:指向文件写端

返回值:成功,返回0;失败返回1;

mkfifo ,任意进程之间通讯

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

参数:

  • const char *pathname;管道文件

  • mode_t mode 文件权限

//亲属进程间的通讯
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

#define BUFFER_SIZE 1024

// int pipe(int pipefds[2]);
// 参数:
//      pipefds 用于接收pipe函数创建的管道文件的读写文件描述符
//      pipefds[0]      指向管道文件的读端
//      pipefds[1]      指向管道文件的写端
// 返回值:成功返回0,失败,返回-1

int main(int argc, char *argv[])
{
    pid_t child_pid = 0;
    int pipe_fds[2] = {0};
    char buf[BUFFER_SIZE] = {'\0'};
    
    // 创建pipe
    if(pipe(pipe_fds) == -1)
    {
        perror("pipe failed");
        return 1;
    }
    
    // 数据从子进程传递给父进程
    if((child_pid = fork()) == 0)
    {
        int n = 0;
        // child process
        // 1.关闭子进程中管道的读文件描述符
        close(pipe_fds[0]);
        while(1)
        {
            // 2.从标准输入文件中读入数据
            n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFER_SIZE);   
            // 3.将读到的数据写入到管道中
            write(pipe_fds[1], buf, n);
        }
    }
    else if(child_pid > 0)
    {
        int n =0;
        // parent process
        // 1.在父进程中关闭管道的写文件描述符
        close(pipe_fds[1]);
        while(1)
        {
            // 2.从管道中读取数据
            n = read(pipe_fds[0], buf, BUFFER_SIZE);
            // 3.将从管道中读取的数据写入到标准输出文件
            write(STDOUT_FILENO, buf, n);
        }
    }
    else
    {
        // error
    }

    return 0;
}
    

任意两个进程间的通讯:

实例一:

//写管道程序**********************************************
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int n = 0;
    char buf[1024] = {'\0'};
    int fd = 0;

    // 判断有名管道文件是否村子,不存在则创建
    if(access("test_file.fifo", F_OK) != 0 )
    {
        mkfifo("test_file.fifo", 
            S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
    }

    // 1.打开管道文件
    if((fd = open("test_file.fifo", O_WRONLY)) == -1)
    {
        perror("open failed");
        return 1;
    }

    printf("waiting for input data...\n");
    while(1)
    {
        // 2.从标准输入文件中读入数据
        n = read(STDIN_FILENO, buf, 1024);
        // 3.将读到的数据写入到管道文件中
        write(fd, buf, n);
    }
    
    printf("writer process exit...\n");
    
    return 0;
}
//读管道程序*************************************************
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int n = 0;
    char buf[1024] = {'\0'};
    int fd = 0;
    
    // 判断管道文件是否存在,不存在则创建
    if(access("test_file.fifo", F_OK) != 0 )
    {
        mkfifo("test_file.fifo", 
            S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
    }
    
    // 1.打开管道文件
    fd = open("test_file.fifo", O_RDONLY);
    if(fd == -1)
    {
        perror("open failed");
        return 1;
    }
    
    printf("waiting for read data...\n");
    // 2.从管道文件中读取数据
    while((n = read(fd, buf, 1024)) > 0)
    {
        // 3.将读到的数据写入到标准输出文件中
        write(STDOUT_FILENO, buf, n);
    }
    
    printf("reader process exit...\n");
    
    return 0;
}

实例二:

简易聊天程序

// ./named-pipe-chat  user_name

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

// 用户名的最大长度
#define USER_NAME_MAX_LEN 100
// 发送消息文本的最大长度
#define MSG_MAX_LEN 500
// 文件名的最大长度
#define FILE_NAME_MAX_LEN 100

// 聊天消息结构体类型
struct msg_node 
{
    // 发送消息用户名
    char src_username[USER_NAME_MAX_LEN];
    // 接收消息用户名
    char dst_username[USER_NAME_MAX_LEN];
    // 消息文本
    char text[MSG_MAX_LEN];
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    // 判断命令行参数是否满足条件
    if(argc != 2)
    {
        printf("usage : %s <username>\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    // 子进程ID
    pid_t child_pid;
    // 登陆用户的命令管道文件名
    char filename[FILE_NAME_MAX_LEN] = {'\0'};

    // 构造登陆用户的命令管道文件名,并判定用户是否存在
    sprintf(filename, "%s.fifo", argv[1]);
    if(access(filename, F_OK) != 0)
    {
        mkfifo(filename, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
    }

    // 创建子进程
    if((child_pid = fork()) == 0)       // 子进程中执行的代码,子进程负责接收其他用户发送的消息并打印显示
    {
        int n = 0;
        struct msg_node msg;
        int fd = 0;
        
        // 1.打开登陆用户的管道文件,用于接收其他用户发送的消息数据结构体
        if((fd = open(filename, O_RDONLY)) == -1)
        {
            perror("open failed");
            return 1;
        }
        // 2.循环的从管道文件中读入消息信息,并打印显示
        while((n = read(fd, &msg, sizeof(msg))) > 0)
        {
            printf("%s ----> %s : %s\n",
                msg.src_username, msg.dst_username, msg.text);
        }
        
        // 3.关闭管道文件
        close(fd);
    }
    else if(child_pid > 0)          // 父进程,负责从键盘读入相关数据,写入执行用户的管道文件
    {
        struct msg_node msg;
        int fd = 0;
        // 接收用户的管道文件名
        char dst_filename[FILE_NAME_MAX_LEN] = {'\0'};
        
        // 发送者永远为当前登录用户
        strcpy(msg.src_username, argv[1]);
        
        // 1.输入接收消息的用户名名称
        printf("to>");
        fgets(&msg.dst_username, USER_NAME_MAX_LEN, stdin);
        // 1.1将用户名末尾的'\n'替换为'\0'
        msg.dst_username[strlen(msg.dst_username)-1] = '\0';
        
        // 1.3构造接收用户的管道文件名
        sprintf(dst_filename, "%s.fifo", msg.dst_username);
        // 1.3打开管道文件
        if((fd = open(dst_filename, O_WRONLY)) == -1)
        {
            perror("open failed");
            return 1;
        }
        
        // 循环的发送从键盘读入的数据
        while(1)
        {
            // 2.输入待发送的消息字符串
            printf("text>");
            fgets(&msg.text, MSG_MAX_LEN, stdin);
            // 2.2将消息文本末尾的'\n'替换为'\0'
            msg.text[strlen(msg.text)-1] = '\0';
            
            // 3.将构造的消息结构体写入管道文件
            write(fd, &msg, sizeof(msg));
        }
        // 3.3close
        close(fd);
    }
    else
    {
    }
    
    // 删除登陆用户的管道文件
    remove(filename);

    return 0;
}

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