进程间的通信方式有五种,分别为:管道,信号量,共享内存,消息队列和套接字
管道
把一个程序的输出直接连接在另外一个程序的输入。
管道分为有名管道和无名管道两种,它们的区别是:
无名管道只能在父子进程之间进行通信。
有名管道又称为命名管道,可以在任意两个进程之间进行通信。
1. 管道通信
1.1 通信模式
| 通信模式 | 通信特点 | 例子 |
|---|---|---|
| 单工 | 数据只在一个方向上传输，不能实现双方通信 | 电视、广播 |
| 半双工（切换的单工） | 允许数据在两个方向上传输，但是同一时间数据只能在同一个方向上传输 | 对讲机 |
| 全双工 | 允许数据在两个方向上同时传输 | 手机通话 |
1.2 管道通信中特殊的名词
- 读阻塞（进程阻塞）：当管道中没有数据可读时，会产生读阻塞。
- 写阻塞：当管道已满，再往管道中写入数据时，会产生写阻塞。直到有空间可以写入时，再写。
- 管道破裂：只有写端，没有读端。
- 管道中不能使用lseek
2. 无名管道（PIPE）
是一种亲缘进程间的通信方法
2.1 无名管道的通信原理
无名管道存在于kernel中，A，B必须具有亲缘关系进程。同一时刻，只能有一个写端或一个读端。
- kernel的功能模块
内存管理单元（MMU）
主要负责物理内存——>虚拟内存空间的映射
内存的开辟，释放，存储，读取等一系列功能进程管理单元：
task（任务）创建，管理和销毁
任务调度策略：基于时间片的公平的轮转策略
基于优先级的抢占式任务调度策略文件系统
提供用户访问计算机资源的接口（软件）
存储，组织管理计算机文件和设备的软件网络管理
提供网络通信协议栈
驱动模块
硬件设备驱动
父子进程间，只要是fork()出来的，就会完美复制父进程的数据。如果在fork()之前创建管道，并获取管道的操作接口，子进程就能使用管道。
2.2 无名管道特点
- 只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（也就是父子进程和兄弟进程之间）。
- 是一个半双工的通信方式，具有固定的读端和写端。
- 管道可以看做是一种特殊的文件，对管道的读写可以使用普通的read() ，write()函数，但管道不属于任何文件系统的，只存在于内存中。
2.3 如何操作无名管道
- 创建
（pipe函数用来创建无名管道）- 操作
（read读；write写）- 关闭操作端口
（close）
示例1
本例引用于：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5ed3e6210100d87d.html
https://blog.csdn.net/zggzgw/article/details/78120171
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/wait.h>
void read_pipe(int fd)
{
char message[100];
read(fd,message,100);
printf("read pipe message:%s",message);
}
void write_pipe(int fd)
{
char *message="this is Tuesday!\n";
write(fd,message,strlen(message)+1);
}
int main()
{
int fd[2];
pid_t pid;
int stat_val;
if(pipe(fd))
{
printf("create pipe failed!\n");
}
pid=fork();
switch(pid)
{
case -1:
printf("fork error!\n");
break;
case 0:
close(fd[1]);
read_pipe(fd[0]);
break;
default:
close(fd[0]);
write_pipe(fd[1]);
wait(&stat_val);
break;
}
}
示例2
本引用于自：
https://blog.csdn.net/yangxueyangxue/article/details/122336664
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int main(void)
{
char buf[32] = {0};
pid_t pid;
// 定义一个变量来保存文件描述符
// 因为一个读端， 一个写端， 所以数量为 2 个
int fd[2];
// 创建无名管道
pipe(fd);
printf("fd[0] is %d\n", fd[0]);
printf("fd[2] is %d\n", fd[1]);
// 创建进程
pid = fork();
if (pid < 0)
{
printf("error\n");
}
if (pid > 0)
{
int status;
close(fd[0]);
write(fd[1], "hello", 5);
close(fd[1]);
wait(&status);
exit(0);
}
if (pid == 0)
{
close(fd[1]);
read(fd[0], buf, 32);
printf("buf is %s\n", buf);
close(fd[0]);
exit(0);
}
return 0;
}
3. 有名管道（FIFO）
是对无名管道的一种改进
3.1 有名管道的特点
- 它可以使互不相关的两个进程实现彼此通信
- 该管道可以通过路径名来指出，并且在文件系统中是可见的。在建立管道之后，两个进程就可以把它当作普通文件进行读写，使用非常方便。
- FIFO严格遵循先进先出原则，对管道及FIFO的读总是从开始处返回数据，对它们的写则把数据添加到末尾。有名管道不支持如Iseek()等文件的定位操作。
- 有名管道依然在内核态内存中
- 有名管道在文件系统中有节点（即在跟文件系统中可以找到）
- 有名管道的大小始终为0
- 有名管道的文件类型为p
- 有名管道严格遵循先进先出原则
- 有名管道不能使用文件重定位的函数Iseek
- 有名管道可以用在亲缘和非亲缘进程间（一般用于非亲缘进程间通信）
3.2 如何操作有名管道
- 创建有名管道文件
（mkfifo即是命令也是函数；mknod也可以创建管道文件）- 打开有名管道
（open）- 读/写
（read/write）- 关闭
（close）
本例引用于：
https://blog.csdn.net/yangxueyangxue/article/details/122336664
write01.c
创建两个无关联的进程， 一个进程创建有名管道并写数据， 另一个进程通过管道读数据。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int ret;
char buf[32] = {0};
int fd;
if (argc < 2)
{
printf("Usage:%s <fifo name> \n", argv[0]);
return -1;
}
if (access(argv[1], F_OK) == -1)
{
ret = mkfifo(argv[1], 0666);
if (ret == -1)
{
printf("mkfifo is error \n");
return -2;
}
printf("mkfifo is ok \n");
}
fd = open(argv[1], O_WRONLY);
while (1)
{
sleep(1);
write(fd, "hello", 5);
}
close(fd);
return 0;
}
read01.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
char buf[32] = {0};
int fd;
if (argc < 2)
{
printf("Usage:%s <fifo name> \n", argv[0]);
return -1;
}
fd = open(argv[1], O_RDONLY);
while (1)
{
sleep(1);
read(fd, buf, 32);
printf("buf is %s\n", buf);
memset(buf, 0, sizeof(buf));
}
close(fd);
return 0;
}
4. 示例
以下示例引用于：
https://blog.csdn.net/zsy3757486/article/details/126765536
4.1 cut
根据条件 从命令结果中提取对应内容
4.1.1 截取出1.txt中前1行的第2个字符
head -1 1.txt | cut -c 2
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| -c | 按字符选取内容 |
4.1.2 截取出指定文件中前n行以”:”进行分割的第n1,n2段内容
head -n 文件名 | cut -d ':' -f n1,n2
OR（或者）
head -n 文件名 | cut -d ':' -f n1-n2
| 范围控制 | 含义 |
|---|---|
| n | 只显示第 n 段 |
| n- | 显示从第 n 段一直到行尾 |
| n1-n2 | 显示从第 n1 段到 n2 段 |
4.1.2.1 截取出2.txt中前2行以”:”进行分割的第1,2段内容
head -2 2.txt | cut -d ':' -f 1,2
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| -d | 指定分隔符 |
| -f | 显示指定段落内容 |
4.1.2.2 截取出指定文件中前4行以”:”进行分割的第1,2,3,4段内容
head -4 2.txt | cut -d ':' -f 1-4
4.2 wc
4.3 uniq
4.4 tee
4.5 tr
其下皆由此引用：
https://blog.csdn.net/qq_45171957/article/details/123698265
4.6 生成一个8位的随机密码
tr -dc A-Za-z0-9_ </dev/urandom | head -c 8 | xargs
4.7 查看系统中所有的用户名称，并按字母排序
awk -F: '{print $1}' /etc/passwd | sort
4.8 列出当前用户使用最多的5个命令（print的列数根据实际情况而定）
history | awk '{print $2}' | sort | uniq -u | sort -rn | head -5
4.9 查看系统中有哪些用户的登陆shell时/bin/bash
cat /etc/passwd | grep "/bin/bash" | cut -d: -f1,6
cut -d: -f1,6 表示以:为分隔符显示第1和第6列的内容-d指定分隔符，-f指定列
4.10 查看当前目录的子目录个数
ls -l | cut -c 1 | grep "d" | wc -l
ls -l 长格式列出当前目录的所有内容，每行的第一个字符表示文件的类
cut -c 1 截取每行的第一个字符
grep “d” 获取文件类型是目录的行
wc -l 统计grep命令输出的行数，即子目录个数
4.11 合并两个文件的内容
cat 1.txt | paste -d: 2.txt -
paste -d: 2.txt - 表示以:为分割符合并两个文件，合并时2.txt文件的内容在前
-代表1.txt文件文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-479245.html
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