Программные каналы
Есть два процесса, и мы хотим организовать взаимодействие между этими процессами путем передачи данных от одного процесса к другому. В системе UNIX для этой цели используется функция pipe. Аргументом этой функции должен быть указатель на массив двух целых переменных.
int pipe(int fields[2]);
Нулевой элемент массива после обращения к функции pipe получает ФД для чтения, первый элемент этого массива получает ФД для записи. Если нет свободных ФД, то эта функция возвращает -1. Признак конца файла для считывающего дескриптора не будет получен до тех пор, пока не закрыты все дескрипторы, связанные с записью в этот канал.
Канал - информационная труба, работающая в одну сторону, которая работает по алгоритму FIFO, при этом система будет обеспечивать приостановку процесса, если канал заполнен (запись) или пуст (при чтении) в режиме синхронизации. Каналы реализованы в виде специальных механических управляющих буферов ввода/вывода и при получении доступа может быть использован тот же аппарат, что и при доступе к файлам.
ч ч
P
1
з з P2
Комментарии. Отличие канала от файла. 1) каналу может не соответствовать ни один элемент ни в одном из каталогов ФС. Время его существования - это время существования процесса. 2) Канал ограничен по объему. Блоков косвенности нет. Достигается высокая эффективность обмена с ним (фактически без использования диска). Процесс может породить несколько каналов.
P
1 P2
P5
P
3 P4
3) Механизм передачи данных через канал. Используется между процессами, порожденными одним исходным процессом. Они должны ссылаться на один ДФ, который наследуется от процесса - отца.
Примеры.
1. Использование файла в рамках одного процесса. Использование канала для копирования строк.
char buf[80];
int pipes[2];
pipe(pipes);
write(pipes[1],s, strlen(s)+1);
read(pipes[0],buf, strlen(s)+1);
close()pipes[0];
close(pipes[1]);
printf(“%s”, buf);
Есть 2 дескриптора файла, далее функция write. Будет выводиться количество литер из s в файл с ДФ pipes[1]. Далее функция read, которая это количество литер читает из ДФ pipes[0] в буфер. Далее идет закрытие и печать.
1. Программа, в которой два процесса связываются каналом:
#include <stdio.h>
main()
{
int fd[2];
pipe(fd); /* в отцовском процессе образуем два дескриптора канала */
if (fork()) /* образуем процесс-сын, у которого будут те же дескрипторы */
{ /* эта часть программы происходит в процессе-отце */
dup2(fd[1],1); /* заменяем стандартный вывод выводом в канал */
close(fd[1]); /* закрываем дескрипторы канала */
close(fd[0]); /* теперь весь вывод итак будет происходить в канал */
execlp(“print1”,”print1”, 0); /*ищем функцию print, но текст не на стандартный выход, а в трубу*/
} /* отсюда начинает работать процесс-сын */
dup2(fd[0],0); /* в процессе сыне все делаем аналогично */
close(fd[0]);
close(fd[1]);
execl(“/bin/wc”,“wc”,0);
}
3.Отец передает сыну строку через канал, а сын ее печатает.
#include <stdio.h>
main()
{
int pid1, pid2, fd[2];
char line[6];
pipe(fd);
if (fork()>0)
{
pid1=getpid();
printf(“%d/n”,pid1;
close(fd[0]);
write(fd[1], “Hello\n”,5);
wait();
else
{
memset(line,0,6);
pid2=getpid(); sleep(5);
printf(“%d\n”,pid2);
close(fd[1]);
read(fd[0],line,6);
puts(line);
}
}
Что будет, если убрать else?
Отец - пишет строку в канал. Сын - считает, (sleep(5)) гарантированно есть, что считать. Далее она печатает. Если else нет, то отец напечатает еще раз.