Linux：匿名管道的非阻塞属性教程

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：

**1.
先查看fd[0]的原属性：**

验证代码：
结果：

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

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
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

• 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
  

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

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）