c语⾔⾥pipe的头⽂件,pipe函数（C语⾔）
pipe我们⽤中⽂叫做管道。
以下讲解均是基于Linux为环境：
函数简介
所需头⽂件 #include
函数原型 int pipe(int fd[2])
函数传⼊值 fd[2]：管道的两个⽂件描述符，之后就是可以直接操作这两个⽂件描述符
返回值 成功 0 失败 -1
什么是管道
管道是Linux ⽀持的最初Unix IPC形式之⼀，具有以下特点：
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； 只能⽤于⽗⼦进
程或者兄弟进程之间(具有亲缘关系的进程)； 单独构成⼀种独⽴的⽂件系统：管道对于管道两端的进程⽽⾔，就是⼀个⽂件，但它不是普通的⽂件，它不属于某种⽂件系统，⽽是⾃⽴门户，单独构成⼀种⽂件系统，并且只存在与内存中。 数据的读出和写⼊：⼀个进程向管道中写的内容被管道另⼀端的进程读出。写⼊的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。
管道的创建
#include
int pipe(int fd[2])
该函数创建的管道的两端处于⼀个进程中间，在实际应⽤中没有太⼤意义，因此，⼀个进程在由pipe()创建管道后，⼀般再fork⼀个⼦进程，然后通过管道实现⽗⼦进程间的通信(因此也不难推出，只要两个进程中存在亲缘关系，这⾥的亲缘关系指的是具有共同的祖先，都可以采⽤管道⽅式来进⾏通信)。
管道的读写规则
管道两端可分别⽤描述字fd[0]以及fd[1]来描述，需要注意的是，管道的两端是固定了任务的。即⼀端只能⽤于读，由描述字fd[0]表⽰，称其为管道读端；另⼀端则只能⽤于写，由描述字fd[1]来表⽰，称其为管道写端。如果试图从管道写端读取数据，或者向管道读端写⼊数据都将导致错误发⽣。⼀般⽂
件的I/O函数都可以⽤于管道，如close、read、write等等。
从管道中读取数据：
如果管道的写端不存在，则认为已经读到了数据的末尾，读函数返回的读出字节数为0； 当管道的写端存在时，如果请求的字节数⽬⼤于PIPE_BUF，则返回管道中现有的数据字节数，如果请求的字节数⽬不⼤于PIPE_BUF，则返回管道中现有数据字节数(此时，管道中数据量⼩于请求的数据量)；或者返回请求的字节数(此时，管道中数据量不⼩于请求的数据量)。注：(PIPE_BUF在include/linux/limits.h中定义，不同的内核版本可能会有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF⾄少为512字节，red hat 7.2中为4096)。
关于管道的读规则验证：
/**************
* readtest.c *
**************/
#include
#include
#include
{
int pipe_fd[2];
pid_t pid;
char r_buf[100];
char w_buf[4];
char* p_wbuf;
int r_num;
int cmd;
memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));
memset(w_buf,0,sizeof(r_buf));
p_wbuf=w_buf;
if(pipe(pipe_fd)<0)
{
printf("pipe create error ");
return -1;
}
if((pid=fork())==0)
{
printf(" ");
close(pipe_fd[1]);
sleep(3);//确保⽗进程关闭写端
r_num=read(pipe_fd[0],r_buf,100);
printf( "read num is %d the data read from the pipe is %d ",r_num,atoi(r_buf)); close(pipe_fd[0]);
exit();
}
else if(pid>0)
{
close(pipe_fd[0]);//read
strcpy(w_buf,"111");
if(write(pipe_fd[1],w_buf,4)!=-1)
printf("parent write over ");
sleep(10);
}
}
/**************************************************
* 程序输出结果：
* parent write over
* parent close fd[1] over
* read num is 4 the data read from the pipe is 111
* 附加结论：
* 管道写端关闭后，写⼊的数据将⼀直存在，直到读出为⽌.
****************************************************/
向管道中写⼊数据：
向管道中写⼊数据时，linux将不保证写⼊的原⼦性，管道缓冲区⼀有空闲区域，写进程就会试图向管道写⼊数据。如果读进程不读⾛管道缓冲区中的数据，那么写操作将⼀直阻塞。
注：只有在管道的读端存在时，向管道中写⼊数据才有意义。否则，向管道中写⼊数据的进程将收到内核传来的SIFPIPE信号，应⽤程序可以处理该信号，也可以忽略(默认动作则是应⽤程序终⽌)。
对管道的写规则的验证1：写端对读端存在的依赖性
#include
#include
main()
{
int pipe_fd[2];
linux下的sleep函数pid_t pid;
char r_buf[4];
char* w_buf;
int writenum;
int cmd;
memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));
if(pipe(pipe_fd)<0)
{
printf("pipe create error ");
return -1;
}
close(pipe_fd[0]);
close(pipe_fd[1]);
sleep(10);
exit();
}
else if(pid>0)
{
sleep(1); //等待⼦进程完成关闭读端的操作
close(pipe_fd[0]);//write
w_buf="111";
if((writenum=write(pipe_fd[1],w_buf,4))==-1)
printf("write to pipe error ");
else
printf("the bytes write to pipe is %d ", writenum);
close(pipe_fd[1]);
}
}
则输出结果为： Broken pipe，原因就是该管道以及它的所有fork()产物的读端都已经被关闭。如果在⽗进程中保留读端，即在写完pipe 后，再关闭⽗进程的读端，也会正常写⼊pipe，读者可⾃⼰验证⼀下该结论。因此，在向管道写⼊数据时，⾄少应该存在某⼀个进程，其中管道读端没有被关闭，否则就会出现上述错误(管道断裂，进程收到了SIGPIPE信号，默认动作是进程终⽌)
对管道的写规则的验证2：linux不保证写管道的原⼦性验证
#include
#include
#include
main(int argc,char**argv)
{
int pipe_fd[2];
pid_t pid;
char r_buf[4096];
char w_buf[4096*2];
int writenum;
int rnum;
memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));
printf("pipe create error ");
return -1;
}
if((pid=fork())==0)
{
close(pipe_fd[1]);
while(1)
{
sleep(1);
rnum=read(pipe_fd[0],r_buf,1000);
printf("child: readnum is %d ",rnum);
}
close(pipe_fd[0]);
exit();
}
else if(pid>0)
{
close(pipe_fd[0]);//write
memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));
if((writenum=write(pipe_fd[1],w_buf,1024))==-1)
printf("write to pipe error ");
else
printf("the bytes write to pipe is %d ", writenum);
writenum=write(pipe_fd[1],w_buf,4096);
close(pipe_fd[1]);
}
}
输出结果：
the bytes write to pipe 1000
the bytes write to pipe 1000 //注意，此⾏输出说明了写⼊的⾮原⼦性the bytes write to pipe 1000
the bytes write to pipe 1000

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