news 2026/4/18 13:27:37

Linux pipe匿名管道进程间通信

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
Linux pipe匿名管道进程间通信
extern int pipe (int __pipedes[2])

上面是函数原型 传入一个字符数组,创建两个文件描述符,[0]为读端[1]为写端

下面给一个代码案例,一步步解析过程

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> int main(int argc, char const *argv[]) { int pipefd[2]; //管道传入的数组 pid_t cpid; //子进程pid if(argc != 2) { printf("%s 请填写需要传递的信息\n",argv[0]); exit(EXIT_FAILURE); } if(pipe(pipefd) == -1) { perror("创建管道失败"); exit(EXIT_FAILURE); } //fork创建子进程 cpid = fork(); if(cpid == -1) { perror("fork"); exit(EXIT_FAILURE); } if(cpid == 0) { //子进程 close(pipefd[1]); //关闭读端 printf("子进程 %d 收到数据\n",getpid()); char buf; while(read(pipefd[0],&buf,1) > 0) { write(STDOUT_FILENO,&buf,1); } printf("\n"); close(pipefd[0]); //关闭读端 _exit(EXIT_SUCCESS); //系统调用关闭子进程,无需回收资源 } else { //父进程,写数据 close(pipefd[0]); //关闭读端 printf("父进程 %d 写入数据\n",getpid()); write(pipefd[1],argv[1],strlen(argv[1])); close(pipefd[1]); //写完后关闭写端 waitpid(cpid,NULL,0); //等待子进程结束 exit(EXIT_SUCCESS); } return 0; }

使用 ./unnamed_pipe_test "test" 运行代码
输出:

父进程 12259 写入数据
子进程 12260 收到数据
test

交互动画演示

1. 文件描述符 (File Descriptor, FD)

把文件描述符想象成一个遥控器

  • 内核层:操作系统内核维护着真正的“管道”对象(实际上是一块内存缓冲区)。

  • 用户层:进程手里拿的pipefd[0](值为3)和pipefd[1](值为4)只是遥控器上的按钮编号

  • pipefd[0]是 Read 按钮。

  • pipefd[1]是 Write 按钮。

  • 进程不直接操作管道内存,只能通过拿着这些号码(FD)去请求内核(read/write)。

2.fork()时的复制机制

这是理解一切的关键。

  • 当你调用fork()时,操作系统复制了父进程的PCB(进程控制块)

  • 这其中包含了文件描述符表的拷贝。

  • 可以把它想象成复印了一把钥匙。父进程手里有开门(访问管道)的钥匙,子进程复制了一把一模一样的钥匙。

  • 虽然有两把钥匙(两个不同的进程,各自有自己的 FD 表),但它们开的是同一扇门(指向同一个内核管道对象)。

3. 引用计数 (Reference Count) —— 管道生命的维持者

内核中的管道对象有一个“生命值”,这就是引用计数。它记录了“现在有多少个文件描述符指向我”。

正常流程

  • fork后,写端引用计数 = 2(父进程持有 + 子进程持有)。

  • 子进程close(pipefd[1])-> 写端引用计数降为 1。

  • 父进程写完数据。

  • 父进程close(pipefd[1])->写端引用计数降为 0

  • 核心时刻:内核检测到写端计数为 0,意味着“世界上再也没有人能往这个管道写数据了”。

  • 内核向读端发送EOF (End Of File)

  • 子进程的read函数收到 EOF,返回 0,循环结束,程序正常退出。

错误流程(忘记关闭 close)

  • fork后,写端引用计数 = 2。

  • 子进程没有关闭写端close(pipefd[1])

  • 父进程写完数据,关闭自己的写端 -> 写端引用计数降为 1(因为子进程手里还捏着一个写端 FD 呢!虽然它不用)。

  • 死锁时刻:子进程去read。因为写端计数是 1(不是 0),内核认为“还有人可能会写数据”,所以不发送 EOF。

  • 子进程一直傻傻地阻塞在read上,等待那个其实就在它自己手里的写端写入数据(但它自己由于阻塞在读上,永远不会去写)。

  • 程序挂起(Hang)。

这就是 Linux 进程间通信优雅而严谨的底层逻辑!

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/4/18 10:50:55

Phigros音乐游戏模拟器完全指南:浏览器中的节奏体验

Phigros音乐游戏模拟器完全指南&#xff1a;浏览器中的节奏体验 【免费下载链接】sim-phi Simulation of Phigros display with js/canvas 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/si/sim-phi 想要在浏览器中畅玩专业的音乐节奏游戏吗&#xff1f;Phigros模拟器正是你…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/18 8:27:01

SDXL VAE FP16修复终极指南:从数值崩溃到稳定推理的完整解决方案

还在为SDXL推理时的黑色噪点而烦恼&#xff1f;显存占用居高不下导致生成效率低下&#xff1f;SDXL-VAE-FP16-Fix项目提供了从底层架构到应用部署的完整数值稳定性解决方案。本文将带你深入理解FP16精度下的数值崩溃机制&#xff0c;并掌握快速部署优化的实战技巧。 【免费下载…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/17 21:52:09

专精前端平台 vs. 全能应用平

再见了&#xff0c;Vercel VPS 的割裂部署&#xff1a;这套云原生开发工作流&#xff0c;让我扔掉了本地环境我曾是 Vercel 的铁杆粉丝&#xff0c;代码一推&#xff0c;网站全球上线&#xff0c;那种极致丝滑的体验&#xff0c;让我一度以为自己窥见了未来开发的终极形态。我…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/18 7:36:28

为什么舵机的0度在单片机中代表500?180度代表2500?

一、先搞懂舵机的核心控制规则舵机是通过PWM&#xff08;脉冲宽度调制&#xff09;信号来控制角度的&#xff0c;行业内主流的 180 度舵机有一个通用标准&#xff1a;舵机需要频率为50Hz的 PWM 信号&#xff08;也就是信号周期 1/5020ms20000 微秒&#xff09;&#xff1b;脉冲…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/18 8:01:17

经典算法题详解之游乐园的迷宫(三)

解决方案平面上有 个点&#xff0c;找到一条访问 个点的路径&#xff0c;使得路径的转角满足给定的转角序列。题解我们保持一个理想的状态&#xff1a;转向时&#xff0c;剩余的点都位于要求方向的一侧&#xff08;即剩余点都符合当前这次的转向要求&#xff09;。那么当前这…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/18 8:05:43

day 27

浙大疏锦行

作者头像 李华