進程間通信（IPC）1 ------ 管道

      進程的地址空間是互相獨立的，因此進程之間交互數據必須採用專門的通信機制。尤其是在大型的軟件系統中，往往需要多個進程互相協作共同完成一個任務，這就需要使用進程間通信（Inter-Process Connection, IPC）編程技術。

      管道（Pipe）是兩個進程之間進行單向通信的機制，因爲它的單向性，所以又稱爲半雙工管道。它主要用於進程間的一些簡單通信。

• 數據只能由一個進程流向另一個進程（一個寫管道，一個讀管道）；如果要進行全雙工通信，需要建立兩個管道。
• 管道只能用於父子進程或者兄弟進程之間的通信。
• 管道沒有名字，且其緩衝區大小有限。
• 一個進程向管道寫數據，數據每次都添加在管道緩衝區的末尾；另一個進程從管道另一端讀數據，從緩衝區頭部讀出數據。

      創建管道的命令：

#include <unistd.h>
int pipe(int fd[2])

      管道兩端分別用描述符fd[0]和fd[1]來描述。其中fd[0]只能用於讀，稱爲管道讀端；fd[1]只能用於寫，稱爲管道寫端。

      管道的一般用法：先創建一個管道，之後用fork創建一個子進程，之後父進程關閉管道的讀端（或寫端），子進程關閉管道的寫端（或讀端），父進程向管道寫輸入，子進程就能從管道讀數據了。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

/*讀管道*/
void read_from_pipe (int fd)
{
        char message[100];
        read (fd,message,100);
        printf("read from pipe:%s",message);
}

/*寫管道*/
void write_to_pipe (int fd)
{
        char *message = "Hello, pipe!\n";
        write (fd, message,strlen(message)+1);
}

int main(void)
{
        int     fd[2];
        pid_t   pid;
        int     stat_val;

        if (pipe (fd))
        {
                printf ("create pipe failed!\n");
                exit (1);
        }

        pid = fork();
        switch (pid)
        {
                case -1:
                        printf ("fork error!\n");
                        exit (1);
                case 0:
                        /*子進程關閉fd1*/
                        close (fd[1]);
                        read_from_pipe (fd[0]);
                        exit (0);
                default:
                        /*父進程關閉fd0*/
                        close (fd[0]);
                        write_to_pipe (fd[1]);
                        wait (&stat_val);
                        exit (0);
        }

        return 0;
}

運行結果：

      管道是半雙工的（一端只能讀不能寫，另一端只能寫不能讀）。如果想要實現兩個進程之間的全雙工通信，那可以創建2個這樣的管道來實現。具體的實現代碼在此就省略了。