进程间管道通信作业.docVIP

Linux命名管道通信 进程间通信主要包括管道, 系统IPC(包括消息队列,信号量,共享存储), SOCKET.管道包括三种:1)普通管道PIPE, 通常有种限制,一是半双工,只能单向传输;二是只能在父子进程间使用. 2)流管道s_pipe: 去除了第一种限制,可以双向传输. 3)命名管道:name_pipe, 去除了第二种限制,可以在许多并不相关的进程之间进行通讯.Linux命名管道通信管道（pipe）是进程用来通讯的共享内存区域。一个进程往管道中写入信息，而其它的进程可以从管道中读出信息。如其名，管道是进程间数据交流的通道。邮路（Mailslots）的功能与管道类似，也是进程间通讯（interprocess communications，IPC）的媒介，只不过其具体实现方式与管道有些差别。一个基于Win32的应用程序可以在邮路中储存消息，这些消息通常通过网络发往一个指定的计算机或某域名（域是共享一个组名的一组工作站或服务器。）下的所有计算机。你也可以使用命名管道代替邮路来进行进程间通信。命名管道最适合用来两个进程间的消息传递，邮路则更适合一个进程向多个进程广播消息。邮路具有一个重要的特点，它使用数据包广播消息。广播（broadcast）是网络传输中使用的术语，它意味着接收方收到数据后不发送确认消息通知发送方。而管道（这里的管道指命名管道，有关命名管道以下详解。）则不同，它更类似于打电话，你只对一个当事人说话，但是你却非常清楚你的话都被对方听到。邮路和管道一样，也是一个虚拟文件，它保存在内存中，但是你却必须使用普通的Win32文件函数访问它，比如CreateFile、ReadFile、WriteFile等。邮路中储存的数据可以是任何形式的，唯一的要求是不得超过64K。与磁盘文件不同的是，邮路是一个临时的对象，当某个邮路所有的句柄都关闭的时候，该邮路及其中的数据就被删除。 管道的类型有两种：匿名管道和命名管道。匿名管道是不命名的，它最初用于在本地系统中父进程与它启动的子进程之间的通信。命名管道更高级，它由一个名字来标识，以使客户端和服务端应用程序可以通过它进行彼此通信。而且，Win32命名管道甚至可以在不同系统的进程间使用，这使它成为许多客户/服务器应用程序的理想之选。就像水管连接两个地方并输送水一样，软件的管道连接两个进程并输送数据。一个一个管道一旦被建立，它就可以象文件一样被访问，并且可以使用许多与文件操作同样的函数。可以使用CreateFile函数获取一个已打开的管道的句柄，或者由另一个进程提供一个句柄。使用WriteFile函数向管道写入数据，之后这些数据可以被另外的进程用ReadFile函数读取。管道是系统对象，因此管道的句柄在不需要时必须使用CloseHandle函数关闭。 匿名管道只能单向传送数据，而命名管道可以双向传送。管道可以以比特流形式传送任意数量的数据。命名管道还可以将数据集合到称为消息的数据块中。命名管道甚至具有通过网络连接多进程的能力。进程间通信各种方式效率比较Linux命名管道通信Linux中，使用两个file数据结构来实现管道。这两个file数据结构中的f_inode（f_dentry）指针指向同一个临时创建的VFS I节点，而该VFS I节点本身又指向内存中的一个物理页。两个file数据结构中的f_op指针指向不同的文件操作例程向量表：一个用于向管道中写，另一个用于从管道中读。这种实现方法掩盖了底层实现的差异，从进程的角度来看，读写管道的系统调用和读写普通文件的普通系统调用没什么不同。当写进程向管道中写时，字节被拷贝到了共享数据页，当读进程从管道中读时，字节被从共享页中拷贝出来。Linux必须同步对于管道的存取，必须保证管道的写和读步调一致。Linux使用锁、等待队列和信号（locks，wait queues and signals）来实现同步。 客户方 服务方 命名管道操作示意图 三、Linux命名管道通信Linux命名管道通信write库函数。这些库函数（read、write等）要求传递一个文件描述符作为参数。文件描述符是该文件对应的file数据结构在进程的file数据结构数组中的索引，每一个都表示一个打开的文件，在这种情况下，是打开的管道。Linux系统调用使用描述这个管道的file数据结构中f_op所指的write例程，该write例程使用表示管道的VFS I 节点中存放的信息，来管理写请求。如果共享数据页中有足够的空间能把所有的字节都写到管道中，而且管道没有被读进程锁定，则Linux就在管道上为写进程加锁，并把字节从进程的地址空间拷贝到共享数据页。如果管道被读进程锁定或者共享数据页中没有足够的空间，则当前进程被迫睡眠，