Linux下的进程间通信：使用管道和消息队列(3)

在父进程中的 else 子句将会关闭管道的读端：

close(pipeFDs[ReadEnd]); /* called in parent code */

然后父进程将向无名管道中写入某些字节数据（ASCII 代码），子进程读取这些数据，然后向标准输出中回放它们。

在这个程序中还需要澄清的一点是在父进程代码中的 wait 函数。一旦被创建后，子进程很大程度上独立于它的父进程，正如简短的 pipeUN 程序所展示的那样。子进程可以执行任意的代码，而它们可能与父进程完全没有关系。但是，假如当子进程终止时，系统将会通过一个信号来通知父进程。

要是父进程在子进程之前终止又该如何呢？在这种情形下，除非采取了预防措施，子进程将会变成在进程表中的一个僵尸进程。预防措施有两大类型：第一种是让父进程去通知系统，告诉系统它对子进程的终止没有任何兴趣：

signal(SIGCHLD, SIG_IGN); /* in parent: ignore notification */

第二种方法是在子进程终止时，让父进程执行一个 wait。这样就确保了父进程可以独立于子进程而存在。在 pipeUN 程序中使用了第二种方法，其中父进程的代码使用的是下面的调用：

wait(NULL); /* called in parent */

这个对 wait 的调用意味着一直等待直到任意一个子进程的终止发生，因此在 pipeUN 程序中，只有一个子进程。（其中的 NULL 参数可以被替换为一个保存有子程序退出状态的整数变量的地址。）对于更细粒度的控制，还可以使用更灵活的 waitpid 函数，例如特别指定多个子进程中的某一个。

pipeUN 将会采取另一个预防措施。当父进程结束了等待，父进程将会调用常规的 exit 函数去退出。对应的，子进程将会调用 _exit 变种来退出，这类变种将快速跟踪终止相关的通知。在效果上，子进程会告诉系统立刻去通知父进程它的这个子进程已经终止了。

假如两个进程向相同的无名管道中写入内容，字节数据会交错吗？例如，假如进程 P1 向管道写入内容：

foo bar

同时进程 P2 并发地写入：

baz baz

到相同的管道，最后的结果似乎是管道中的内容将会是任意错乱的，例如像这样：

baz foo baz bar

只要没有写入超过 PIPE_BUF 字节，POSIX 标准就能确保写入不会交错。在 Linux 系统中， PIPE_BUF 的大小是 4096 字节。对于管道我更喜欢只有一个写入方和一个读取方，从而绕过这个问题。

命名管道

无名管道没有备份文件：系统将维持一个内存缓存来将字节数据从写方传给读方。一旦写方和读方终止，这个缓存将会被回收，进而无名管道消失。相反的，命名管道有备份文件和一个不同的 API。

下面让我们通过另一个命令行示例来了解命名管道的要点。下面是具体的步骤：

• 开启两个终端。这两个终端的工作目录应该相同。

• 在其中一个终端中，键入下面的两个命令（命令行提示符仍然是 %，我的注释以 ## 打头。）：

  % mkfifo tester ## 创建一个备份文件，名为 tester
  % cat tester    ## 将管道的内容输出到 stdout 

  在最开始，没有任何东西会出现在终端中，因为到现在为止没有在命名管道中写入任何东西。

• 在第二个终端中输入下面的命令：

  % cat > tester ## redirect keyboard input to the pipe
  hello, world!  ## then hit Return key
  bye, bye       ## ditto
  <Control-C>    ## terminate session with a Control-C

  无论在这个终端中输入什么，它都会在另一个终端中显示出来。一旦键入 Ctrl+C，就会回到正常的命令行提示符，因为管道已经被关闭了。

• 通过移除实现命名管道的文件来进行清理：

  % unlink tester

正如 mkfifo 程序的名字所暗示的那样，命名管道也被叫做 FIFO，因为第一个进入的字节，就会第一个出，其他的类似。有一个名为 mkfifo 的库函数，用它可以在程序中创建一个命名管道，它将在下一个示例中被用到，该示例由两个进程组成：一个向命名管道写入，而另一个从该管道读取。

示例 2. fifoWriter 程序

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> 
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
 
#define MaxLoops         12000   /* outer loop */
#define ChunkSize           16   /* how many written at a time */
#define IntsPerChunk         4   /* four 4-byte ints per chunk */
#define MaxZs              250   /* max microseconds to sleep */
 
int main() {
  const char* pipeName = "./fifoChannel";
  mkfifo(pipeName, 0666);                      /* read/write for user/group/others */
  int fd = open(pipeName, O_CREAT | O_WRONLY); /* open as write-only */
  if (fd < 0) return -1;                       /** error **/
  
  int i;
  for (i = 0; i < MaxLoops; i++) {          /* write MaxWrites times */
    int j;
    for (j = 0; j < ChunkSize; j++) {       /* each time, write ChunkSize bytes */
      int k;
      int chunk[IntsPerChunk];
      for (k = 0; k < IntsPerChunk; k++) 
    chunk[k] = [rand][9]();             
      write(fd, chunk, sizeof(chunk)); 
    }
    usleep(([rand][9]() % MaxZs) + 1);           /* pause a bit for realism */
  }
 
  close(fd);                                /* close pipe: generates an end-of-file */
  unlink(pipeName);                         /* unlink from the implementing file */
  [printf][10]("%i ints sent to the pipe.\n", MaxLoops * ChunkSize * IntsPerChunk);
 
  return 0;
}

上面的 fifoWriter 程序可以被总结为如下：

• （编辑：ASP站长网）