原理

管道是一个特殊的共享文件，需要通信的进程双方，通过连接管道的读写端口，对该共享文件进行读写来进行数据交换。创建管道采用函数Pipe系统调用。

pipe(int fd[])创建管道的函数

fd[0]为管道的读出端，fd[1]为管道的写入端

使用普通的函数调用read()和write()访问管道

普通的管道是单向的，只允许单向通信，如果需要双向通信，就需要采用两个管道。

普通管道只能由创建进程所访问。通常情况下，父进程创建一个管道，并使用它与其子进程进行通信，子进程继承父进程的打开文件，因此也就继承了父进程创建的管道。

任务一

使用Pipe创建管道，创建一个子进程，子进程向父进程发送消息“I am your son!”,父进程接收到子进程的消息后，显示在屏幕上，并向子进程发送“I am your father!”。子进程接收到父进程的消息并显示在屏幕上。


展开代码
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>

int main () {
	int fd_father[2];
	int fd_child[2];
	pipe(fd_father);
	pipe(fd_child);
	int pid1, pid2;
	char str_father[100];
	char str_child[100];
	while ((pid1 = fork()) == -1);
	if (pid1 == 0) {
		lockf(fd_child[1], 1, 0);
		write(fd_child[1], "I am your son!", 15);
		lockf(fd_child[1], 0, 0);
		lockf(fd_father[0], 1, 0);
		read(fd_father[0], str_father, 50);
		printf("Receives messages from the father process：%s\n", str_father);
		lockf(fd_father[0], 0, 0);
		exit(0);
	} else {
		lockf(fd_father[1], 1, 0);
		write(fd_father[1], "I am your father!", 18);
		lockf(fd_father[1], 0, 0);
		lockf(fd_child[0], 1, 0);
		read(fd_child[0], str_child, 50);
		printf("Receives messages from the child process：%s\n", str_child);
		lockf(fd_child[0], 0, 0);
		wait(0);
	}
}

由于管道是单向传输的，但这里的要求是父进程与子进程的双向通信传输，所以这里我采用了建立两个管道，一个由父进程传输给子进程，一个由子进程传输给父进程，从而实现双向通信传输。

任务二

使用系统调用 pipe ( ) 建立一条管道线；两个子进程 P1 和 P2 分别向管道各写一句话


展开代码
Child 1 is sending a message!

Child 2 is sending a message！

而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。


展开代码
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>

int main () {
	int fd[2];
	pipe(fd);
	int pid1,pid2;
	char str[100];
	while ((pid1 = fork()) == -1);
	if (pid1 == 0) {
		lockf(fd[1], 1, 0);
		write(fd[1], "Child 1 is sending a message!", 30);
		lockf(fd[1], 0, 0);
		exit(0);
		
	} else {
		while ((pid2 = fork()) == -1);
		if(pid2 == 0) {
			lockf(fd[1], 1, 0);
			write(fd[1], "Child 2 is sending a message!", 30);
			lockf(fd[1], 0, 0);
			exit(0);
		} else {
			lockf(fd[0], 1, 0);
			read(fd[0], str, 50);
			printf("Receives messages from the child 1 process：%s\n", str);
			lockf(fd[0], 0, 0);
		}
		
		lockf(fd[0], 1, 0);
		read(fd[0], str, 50);
		printf("Receives messages from the child 2 process：%s\n", str);
		lockf(fd[0], 0, 0);
		wait(0);
	}
}

任务三

能否创建一条管道，实现两个子进程之间的通信，如果可以，请实现并给出代码。如果不可以，请说明理由


展开代码
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>

int main () {
	int fd[2];
	pipe(fd);
	int pid1, pid2;
	char str[100];
	while ((pid1 = fork()) == -1);
	if (pid1 == 0) {
		lockf(fd[1], 1, 0);
		write(fd[1], "I am child 1 process", 30);
		lockf(fd[1], 0, 0);
		exit(0);

	} else {
		waitpid(pid1, NULL, 0);
		while ((pid2 = fork()) == -1);
		if (pid2 == 0) {
			lockf(fd[0], 1, 0);
			read(fd[0], str, 50);
			printf("The child 2 process receives messages from the child 1 process：%s\n", str);
			lockf(fd[0], 0, 0);
			exit(0);
		} else {
			;
		}
		wait(0);
	}
}

管道是一端到另一端之间的连接，相当于是一个进程与另一个进程之间的连接，是可以实现两个子进程之间的通信的。为了实现这一点，我将父进程的读出端和写入端分别给了两个不同的子进程，这样两个子进程就可以利用管道进行通信。

目录

原理

任务一

任务二

任务三