[시스템프로그래밍]파이프 통신

파이프 통신의 개념과 간단한 예제 코드를 포스팅하도록 하겠다.

파이프의 개념

• 두 프로세스 간 통신을 지원하는 특수 파일
• 그냥 파이프(이름없는 파이프)는 부모-자식 프로세스 통신을 지원
• 기본적으로 단방향이다.
• 양방향 통신을 위해서는 파이프를 2개 생성하면 된다.

 

파이프 만들기

int pipe(int fd[2]);로 생성한다. 이 때, fd[0]은 읽기, fd[1]은 쓰기용이다.

이 읽기와 쓰기를 어떻게 사용하느냐에 따라 방향이 결정된다고 보면 된다.

성공시 0, 실패시 -1을 반환해준다.

pipe 함수의 통신 과정

1. pipe 함수 호출 후 파일기술자(fd[])생성. 

 

2. fork() 함수로 자식 프로세스를 생성하면, pipe도 함께 복사된다. 그러나 바로 수행되는 것은 아니다!!

 

3. 단방향의 경우 통신 방향을 결정한다.

이 때 read와 write 파일 기술자를 각각 누가 사용하느냐에 따라서 방향이 결정된다. 사진은 부모가 쓰고 자식이 읽는 부모 -> 자식 방향 통신이다.

 

4.양방향의 경우 파일기술자를 하나 더 생성하여, 단방향 파이프를 2개 사용하는 원리로 양방향 통신을 한다.

 

예제 코드 및 문제

예제 코드 : 부모-자식 양방향 통신

... 07  int main(void) { 08      int fd1[2], fd2[2]; 09      pid_t pid; 10      char buf[257]; 11      int len, status; 12 13      if (pipe(fd1) == -1) { 14          perror("pipe"); 15          exit(1); 16      } 17  18      if (pipe(fd2) == -1) { 19          perror("pipe"); 20          exit(1); 21      } 22  23      switch (pid = fork()) { 24          case -1 : 25              perror("fork"); 26              exit(1); 27              break; 28          case 0 : /* child */ 29              close(fd1[1]); 30              close(fd2[0]); 31              write(1, "Child Process:", 15); 32              len = read(fd1[0], buf, 256); 33              write(1, buf, len); 34  35              strcpy(buf, "Good\n"); 36              write(fd2[1], buf, strlen(buf)); 37              break; 38          default : 39              close(fd1[0]); 40              close(fd2[1]); 41              buf[0] = '\0'; 42              write(fd1[1], "Hello\n", 6); 43  44              write(1, "Parent Process:", 15); 45              len = read(fd2[0], buf, 256); 46              write(1, buf, len); 47              waitpid(pid, &status, 0); 48              break; 49      } 50  51      return 0; 52  }

실행 결과

Child Process:Hello Parent Process:Good

 

응용 문제 코드 : 부모-자식 양방향 파이프로 순서대로 여러 번 통신하기

#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <stdlib.h> #include <sys/wait.h> #include <string.h> int main(void) {         int fd1[2], fd2[2];         pid_t pid;         char buf[257], str[257];         int len, status, i, j;         if (pipe(fd1) == -1) {             perror("pipe");             exit(1);         }         if (pipe(fd2) == -1) {             perror("pipe");             exit(1);         }         switch (pid = fork()) {             case -1 :                 perror("fork");                 exit(1);                 break;                 case 0 :                 close(fd1[1]);                 close(fd2[0]);                 for(i=1; i<11; i++){ sleep(1); str[0]='\0'; sprintf(str, "Child Process %d : ", i); write(1, str, 17); len=read(fd1[0],buf,256); write(1,buf,len); buf[0]='\0'; sprintf(buf, "Good %d",i); strcat(buf,"\n"); write(fd2[1],buf,strlen(buf)); sleep(1);     }                 break;             default :                 close(fd1[0]);                 close(fd2[1]);                 buf[0] = '\0';     str[0]='\0';                 for(j=1;j<11;j++){ buf[0]='\0'; sleep(1); sprintf(buf, "Hello %d", j); strcat(buf,"\n"); write(fd1[1], buf, strlen(buf)); sleep(1); sprintf(str,"Parent Process %d : ",j); write(1, str, 19); len=read(fd2[0],buf,256); write(1,buf,len);    }                 waitpid(pid, &status, 0);                 break;         }         return 0;     }

실행 결과

자식 프로세스 : 부모프로세스 응답

부모 프로세스 : 자식프로세스 응답

이 순서대로, 차례차례 나타난다.(sleep(1) 사용)

 

이미지 파일 출처 : 유닉스 시스템 프로그래밍(한빛미디어)