Linux 进程间通信（IPC）详解：从匿名管道到进程池实践

进程通信介绍

进程通信是指进程之间形成数据共享、交互、控制等。由于进程是独立的，需要操作系统作为第三方提供接口来完成通信，并制定规则保证数据安全。目前进程间通信主要有三个规则体系：

• 管道
• System V 进程间通信
• POSIX 进程间通信

匿名管道

介绍

将一个进程连接到另一个进程的数据流称为管道。匿名管道对具有'亲缘关系'（如父子进程、父孙进程）的进程之间实现通信，它不依赖文件名或路径，而是操作内存文件，仅依赖文件描述符直接通信。

通过 pipe() 形成的管道本身是一个临时缓冲区，配合重定向将一个进程输出弄到管道，再从管道的读端获取数据。

特点理解

1. 亲缘关系：调用 fork() 出来的进程具有亲缘关系，完全单独的两个进程无法执行匿名管道。
2. 内存文件：不是访问磁盘文件，不需要路径、文件名等信息，只需要文件描述符直接访问内存文件。
3. 单向性：pipefd[0] 固定为读端，用于 read()；pipefd[1] 固定为写端，用于 write()。
4. 生命周期：只要进程关闭，对应文件生命周期结束。
5. 字节流传输：读和写按照单个字节为标准，无消息边界，但顺序保证。

管道情况

1. 读写正常，但文件缓冲区为空，导致读端阻塞。
2. 读写正常，管道被写满，写端阻塞。
3. 读写正常，写端关闭，读端读取 0，表明读到文件末尾，不会被阻塞。

匿名管道运用

打开读写端

int pipe(int pipefd[2]);

参数：一个包含两个整数的数组，用于存储管道的读端和写端文件描述符。 返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1。

完整代码

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <cstring>
  std;



{
     buff[MAX] = {};
     () {
         pid = (pipefd, buff, );
         (pid == ) {
            ;
        }
        cout << buff << endl;
        ();
    }
    ;
}

{
     num = ;
     * ptr = ;
     () {
         pid = (pipefd, ptr, (ptr));
         (pid == ) {
            ;
        }
        cout <<  << num++ << endl;
        ();
    }
    ;
}

{
     pipefd[] = {};
     pf = (pipefd);
     (pf == ) {
        ();
         ;
    }

     d = fork();
     (d == ) {
        (pipefd[]);
        (pipefd[]);
        ();
    }  {
        (pipefd[]);
        (pipefd[]);
         pid = (, , );
         (pid <= ) {
            ();
             ;
        }  {
            cout <<  << endl;
        }
    }
     ;
}