Linux教程

Linux:匿名管道的非阻塞属性

本文主要是介绍Linux:匿名管道的非阻塞属性,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

如何将文件描述符设置为非阻塞:

#include<fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, …/*arg*/)

fcntl函数有两个功能:

  1. 查看属性
  2. 设置非阻塞属性:O_NONBLOCK

参数:

  • fd:文件描述符
  • cmd:告诉fcntl函数做什么事情,由两个宏去告诉
  • arg:可变参数列表,在设置属性时要保留原属性
F_GETFL获取一个文件描述符的权限,忽略arg参数
F_SETFL设置一个文件描述符属性,新属性在第三个参数中设置新属性

返回值:

  • 参数如果是F_GETFL,返回文件描述符的属性。属性为0
  • 参数如果是F_SETFL,返回设置0成功,返回-1设置失败
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main () 
{
	int fd[2];int ret=pipe(fd);//在内核中创建了一个管道
	if(ret<0) 
	{
		perror("pipe");
	}
	
	int flag=fcntl(fd[0], F_GETFL)  
	//查看读端属性,打印出的数值为0,这个0是属性不是保存的值

	fcntl(fd[0], F_SETFL, flag | O_NONBLOCK) 
	//设置新属性时,要保留原属性 

	int flag=fcntl(fd[0], F_GETFL)  
	//再次查看f[0]的属性,数值变成2048
}

为什么读端阻塞属性为0,非阻塞属性是2048;因为文件打开方式的宏为位图的使用方式;例如在之前使用open函数,为什么能使用按位或的方式能表示既可以读写,文件不存在时又可以创建:

open(“./1.txt”, O_RDWR | O_CREAT, 0664)  
//0表示八进制,664是权限

操作系统内核本质上也是由代码构成的,O_RDWR ,O_CREAT这些宏在内核中是有定义的;内核源码定义:

在这里插入图片描述

1.
先查看fd[0]的原属性:

验证代码:在这里插入图片描述
结果:在这里插入图片描述

结论:

  • fd[0]的属性信息是0
  • 在内核源码中,O_RDONLY对应的八进制是全0,转化成十进制也是全0,所以说f[0]的是只读属性
  • 我们说fd[0]是管道的读端是因为其对应的文件描述符的属性为只读属性

2.
接下来再给fd[0]添加非阻塞属性

代码:
在这里插入图片描述

  • 在增加属性的时候一定要用或 |保留原属性,不保留那就是重新设置了一个新属性,之前的属性就都没有了
  • 第二次的属性是2048,相对于0多了一个非阻塞属性;
  • 以上验证了文件打开方式的宏,在内核中都是使用位图的方式进行计算的

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

匿名管道的非阻塞特性:

代码1:

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
int main () 
{
	//创建管道
	int fd[2];
	int ret=pipe(fd);

	//设置读文件描述符为非阻塞属性
	if(ret<0)
	{
		perror("fork");
	}
	int flag=fcntl(fd[0], F_GETFL);
	fcntl(fd[0], F_SETFL, flag|O_NONBLOCK);
	
	//创建父子进程,父子进程谁读谁写不影响验证结果
	//规定子进程读,父进程写
	pid_t pid=fork();
	if(pid<0)
	{
		perror(fork);
		return 0;
	}
	else if(pid==0)//子进程
	{
		char buf[1024]={0};
		size_t size=read(fd[0], buf,sizeof(buf)-1);
		printf("size:%ld",size);
	}
	else//父进程
	{
		close(fd[0]);
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

读端设置成非阻塞

只需要父进程写端,子进程读端

1.父进程写端不关闭;子进程一直读
在这里插入图片描述 调用read函数后,返回值为-1

  • 含义1.表示未在管道中读到内容
  • 含义2.表示在读管道时调用错误
  • 通过错误码区分,将errno置为EAGAIN表示1成立,应循环继续读取,这就是非阻塞要搭配循环的一种体现

2.父进程写端关闭;子进程一直读
在这里插入图片描述

  • 含义1.表示没有读到内容
  • 含义2.因为没有写端而返回(该情况成立)
  • 返回0后就不用搭配循环了,因为该种情况表示管道没有写端

代码2:

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
int main () 
{
	int fd[2];
	int ret=pipe(fd);

	//设置读文件描述符为非阻塞属性
	if(ret<0)
		perror("fork");
	int flag=fcntl(fd[1], F_GETFL);
	fcntl(fd[1], F_SETFL, flag|O_NONBLOCK);
	
	pid_t pid=fork();
	if(pid<0)
	{
		perror(fork);
		return 0;
	}
	else if(pid==0)//子进程
	{
		close(fd[0]);
		int count=0;
		while(1)
		{
			size_t size=write(fd[1], "1", 1);
			if(size!=1)
			{
				printf("size:%d", size);
				break;	
			}
			printf("count:%ld\n", ++count);	
		}
	}
	else//父进程
	{
		close(fd[1]);
		while(1)
		{
			sleep(2);
		}
	}
	return 0;
}

写端设置成非阻塞

父进程读,子进程写
因为最后一个结果会导致一个进程崩溃,设置子进程写,父进程读

1.写端设置成非阻塞,子进程写,父进程读

  • 子进程只写一次,父进程读端不关闭,正常输出
  • 子进程一种写,在管道写满之后返回-1;写满管道后再次调用write函数,返回-1
    在这里插入图片描述

2.写端设置成非阻塞,读端关闭,

  • 调用写就会崩溃,产生僵尸进程
    所有读端都关闭,子进程刚往管道中一些写,就收到信号,导致子进程崩溃在这里插入图片描述

谁设置成非阻塞,谁就是因变量,将另一方设置成自变量(关不关闭)

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