1、半双工管道
简单实现
半双工管道可以实现父进程和子进程之间或者子进程之间(前提是有共同的祖先)的通信
因为是半双工，所以两端不可能同时读取，而是一端读一端取，而且当一端分配到读任务后，那么他就固定了，不能再担当写的角色了，相反亦然。
测试程序如下：
#include
#include
#include
#include
#include
intmain(void)
{
intfd[2],nbytes;
pid_tchildpid;
charstring[]="Hello,World!\n";
charreadbuffer[80];
pipe(fd);
intw_fd=fd[1];//写
intr_fd=fd[0];//读
if((childpid=fork())==-1)
{
perror("fork");
exit(1);
}
if(childpid==0)
{
close(r_fd);//关闭读
write(w_fd,string,strlen(string));
exit(0);
}
else
{
close(w_fd);关闭写
nbytes=read(r_fd,readbuffer,sizeof(readbuffer));
printf("Receivedstring:%s\n",readbuffer);
}
return0;
}
不能看出，为什么半双工管道两端是单一角色了，因为开始读或者写之前必须关闭写或读的fd
半双工管道的阻塞性
写端对读端具有依赖性：假如读端被关闭了，那么再写入管道就没有意义的，此时写入管道会返回-1。
阻塞性：
上例程序的这句代码 bytes = read(r_fd, readbuffer,sizeof(readbuffer));
指明了管道的大小，即为sizeof(readbuffer)，写入比该数子大的数据时，先只会写sizeof(readbuffer)个数据到管道，然后写端阻塞，等待读端取走数据，然后按同样的规则写入剩余的部分，这个也体现了写入操作的非原子性。写请求字节数还有一个最大阀值，在/usr/include/linux有文件 limits.h中宏定义
#define PATH_MAX 4096
此时，假如指明的管道大小大于PATH_MAX，系统会按这个PATH_MAX作为写请求最大字节数。
2、命名管道
先说说命名管道相比半双工管道的优势，不再需要进程之间有亲属关系了，因为是以一种文件的形式存在，所以对文件的大部分操作都支持。建立命名管道的方法为int makefifo(const char *pathname, mode_t mode);
先解释下这个函数，pathname为管道名称，mode为建立管道的选项，返回值0为成功，-1为失败。
命名管道的阻塞性：
阻塞性可通过mode参数指定：
1、当以阻塞(未指定O_NONBLOCK)方式只读打开FIFO的时候，则将会被阻塞，知道有其他进程以写方式打开该FIFO。
2、类似的，当以阻塞(未指定O_NONBLOCK)方式只写打开FIFO的时候，则将会被阻塞，知道有其他进程以读方式打开该FIFO。
3、当以非阻塞方式(指定O_NONBLOCK)方式只读打开FIFO的时候，则立即返回-1，其errno是ENXIO。
测试程序
server.c
#include
#include
#include
#include
#include
#defineFIFO_CHANNEL"my_fifo"/*宏定义，fifo路径*/
intmain()
{
intfd;
charbuf[80];
if(mkfifo(FIFO_CHANNEL,0777)==-1)/*创建命名管道，返回-1表示失败*/
{
perror("Can'tcreateFIFOchannel");
return1;
}
if((fd=open(FIFO_CHANNEL,O_RDONLY))==-1)/*以只读方式打开命名管道*/
{
perror("Can'topentheFIFO");
return1;
}
while(1)/*不断从管道中读取信息*/
{
read(fd,buf,sizeof(buf));
printf("MessagefromClient:%s\n",buf);
sleep(3);/*sleep3s*/
}
close(fd);/*关闭管道*/
return0;
}
client.c
#include
#include
#include
#include
#include
#defineFIFO_CHANNEL"my_fifo"/*宏定义，fifo路径*/
intmain()
{
intfd;
chars[]="Hello!";
if((fd=open(FIFO_CHANNEL,O_WRONLY))==-1)/*以读写方式打开命名管道，返回-1代表失败*/
{
perror("Can'topentheFIFO");
return1;
}
while(1)/*不断向管道中写信息*/
{
write(fd,s,sizeof(s));
printf("Write:%s\n",s);
sleep(3);/*sleep3s*/
}
close(fd);/*关闭管道*/
return0;
}
结果截图：
此时文件系统中会多一个my_fifo的特殊文件。
3、消息队列
先介绍消息队列常用函数
#include
#include
key_tftok(constchar*pathname,intproj_id);
注意： pathname必须是已经存在的目录
系统建立IPC通讯(如消息队列、共享内存时)必须指定一个ID值。通常情况下，该id值通过该ftok函数得到。
需要用 mkdir -p /ipc/msg
#include
#include
#include
intmsgget(key_tkey,intmsgflag);
获取消息的msgget()函数，第一个参数为键值，msgflag可以指定参数
IPC_CREATE:如果在内存中不存在该队列，则创建它
IPC_EXCL:当与IPC_CREATE一起使用时，如果队列早已存在则将出错
#include
#include
#include
intmsgsnd(intmsqid,constvoid*msgp,size_tmsgsz,intmsgflg);
发送消息msgsnd()函数，第一个参数为msgget返回值，第二个参数为消息缓冲区，第三个参数为消息长度，msgflg可以设置为0(表示忽略)，也可只是为IPC_NOWAIT，如果消息队列已满，则消息将不会被写入队列中，未设IPC_NOWAIT，将会阻塞，直到可以写消息为止。
#include
#include
#include
ssize_tmsgrcv(intmsqid,void*msgp,size_tmsgsz,longmsgtyp,intmsgflg);
接受消息msgrcv，第一个参数由msgget指定，第二个参数指定缓冲区，第三个参数代表缓冲区大小，不包括mtype成员的长度，第四个参数指定要从队列中获取的消息类型。msgflg可设置为IPC_NOWAIT功能同上。
#include
#include
#include
intmsgctl(intmsqid,intcmd,structmsqid_ds*buf);
消息控制msgctl函数，该函数向内核发送一个cmd命令，内核根据此来判断进行何种操作。
IPC_STAT 获取队列的msqid _ds结构
IPC_SET 设置队列的msqid_ds结构的ipc_perm成员值
IPC_RMID内核删除队列
以下为消息队列的一个例子：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
voidmsg_show_attr(intmsg_id,structmsqid_dsmsg_info)
{
intret=-1;
sleep(1);
ret=msgctl(msg_id,IPC_STAT,&msg_info);
if(-1==ret)
{
printf("获得消息信息失败\n");
return;
}
printf("\n");
printf("现在队列中的字节数：%d\n",msg_info.msg_cbytes);
printf("队列中消息数：%d\n",msg_info.msg_qnum);
printf("队列中最大字节数：%d\n",msg_info.msg_qbytes);
printf("最后发送消息的进程pid：%d\n",msg_info.msg_lspid);
printf("最后接收消息的进程pid：%d\n",msg_info.msg_lrpid);
printf("最后发送消息的时间：%s",ctime(&(msg_info.msg_stime)));
printf("最后接收消息的时间：%s",ctime(&(msg_info.msg_rtime)));
printf("最后变化时间：%s",ctime(&(msg_info.msg_ctime)));
printf("消息UID是：%d\n",msg_info.msg_perm.uid);
printf("消息GID是：%d\n",msg_info.msg_perm.gid);
}
intmain(void)
{
intret=-1;
intmsg_flags,msg_id;
key_tkey;
structmsgmbuf{
intmtype;
charmtext[10];
};
structmsqid_dsmsg_info;
structmsgmbufmsg_mbuf;
intmsg_sflags,msg_rflags;
char*msgpath="/ipc/msg/";
key=ftok(msgpath,'b');
if(key!=-1)
{
printf("成功建立KEY\n");
}
else
{
printf("建立KEY失败\n");
}
msg_flags=IPC_CREAT|IPC_EXCL;
msg_id=msgget(key,msg_flags|0x0666);
if(-1==msg_id)
{
printf("消息建立失败\n");
return0;
}
msg_show_attr(msg_id,msg_info);
msg_sflags=IPC_NOWAIT;
msg_mbuf.mtype=10;
memcpy(msg_mbuf.mtext,"测试消息",sizeof("测试消息"));
ret=msgsnd(msg_id,&msg_mbuf,sizeof("测试消息"),msg_sflags);
if(-1==ret)
{
printf("发送消息失败\n");
}
msg_show_attr(msg_id,msg_info);
msg_rflags=IPC_NOWAIT|MSG_NOERROR;
ret=msgrcv(msg_id,&msg_mbuf,10,10,msg_rflags);
if(-1==ret)
{
printf("接收消息失败\n");
}
else
{
printf("接收消息成功，长度：%d\n",ret);
}
msg_show_attr(msg_id,msg_info);
msg_info.msg_perm.uid=8;
msg_info.msg_perm.gid=8;
msg_info.msg_qbytes=12345;
ret=msgctl(msg_id,IPC_SET,&msg_info);
if(-1==ret)
{
printf("设置消息属性失败\n");
return0;
}
msg_show_attr(msg_id,msg_info);
ret=msgctl(msg_id,IPC_RMID,NULL);
if(-1==ret)
{
printf("删除消息失败\n");
return0;
}
return0;
}
