【IPC通信】FIFO命名管道

时间：2022-06-06 15:09:43
【IPC通信】FIFO命名管道

 管道没有名字，所以只能在具有血缘关系的进程间使用，而在无名管道发展出来的有名管道FIFO，则有路径名与之相关联，以一种特殊设备文件形式存在于文件系统中，从而允许无亲缘关系的进程访问FIFO，下面看FIFO的详细操作

1.FIFO的建立

FIFO是存在于文件系统的文件节点，所以我们可以建立文件节点的mknod系统用来建立它，也可以mkfifo系统调用

mkfifo说明：

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

int mkfifo(char *path,mode_t mode);

说明：path：路径名，mode：指定文件存取权标志，mkfifo()会依参数pathname建立特殊的FIFO文件，该文件必须不存在，系统调用已经指定O_CREATE|O_EXCL

返回：若成功则返回0，否则返回-1，错误原因存于errno中。
错误代码
EACCESS 参数pathname所指定的目录路径无可执行的权限
EEXIST 参数pathname所指定的文件已存在。
ENAMETOOLONG 参数pathname的路径名称太长。
ENOENT 参数pathname包含的目录不存在
ENOSPC 文件系统的剩余空间不足
ENOTDIR 参数pathname路径中的目录存在但却非真正的目录。
EROFS 参数pathname指定的文件存在于只读文件系统内。

 

2.FIFO使用

创建后，在读写前，要先打开它，用open系统调用

当使用open()来打开 FIFO文件时，O_NONBLOCK旗标会有影响
1、当使用O_NONBLOCK 旗标时，打开FIFO 文件来读取的操作会立刻返回，但是若还没有其他进程打开FIFO 文件来读取，则写入的操作会返回ENXIO 错误代码。
2、没有使用O_NONBLOCK 旗标时，打开FIFO 来读取的操作会等到其他进程打开FIFO文件来写入才正常返回。同样地，打开FIFO文件来写入的操作会等到其他进程打开FIFO 文件来读取后才正常返回。

下面练习，分别写两个程序，一个是服务器程序，不断从管道读取客户发送的信息；另一个是客户程序，在命令行输入信息并从管道发送：

客户程序（写管道）

[cpp] view plaincopy
  1. /*fifo_write.c*/  
  2. #include <sys/types.h>  
  3. #include <sys/stat.h>  
  4. #include <errno.h>  
  5. #include <fcntl.h>  
  6. #include <stdio.h>  
  7. #include <stdlib.h>  
  8. #include <string.h>  
  9. /*FIFO管道路径*/  
  10. #define FIFO_SERVER "/tmp/myfifo"  
  11. main(int argc,char** argv)  
  12. {  
  13.     int fd = 0;  
  14.     char w_buf[100];  
  15.     int nwrite;  
  16.     /*打开FIFO管道*/  
  17.     fd=open(FIFO_SERVER,O_WRONLY|O_NONBLOCK,0);  
  18.     if(fd==-1)  
  19.         if(errno==ENXIO)  
  20.             printf("open error; no reading process/n");  
  21.     /*判断有没有参数输入*/  
  22.     if(argc==1)  
  23.         printf("Please send something/n");  
  24.     /*复制参数输入*/  
  25.     strcpy(w_buf,argv[1]);  
  26.     /*写到FIFO去*/  
  27.     if((nwrite=write(fd,w_buf,100))==-1)  
  28.     {  
  29.         if(errno==EAGAIN)  
  30.             printf("The FIFO has not been read yet.Please try later/n");  
  31.     }  
  32.     else   
  33.         /*输出写入的内容*/  
  34.         printf("write %s to the FIFO/n",w_buf);  
  35. }  

服务程序（读管道）

[cpp] view plaincopy
  1. /*fifo_read.c*/  
  2. #include <sys/types.h>  
  3. #include <sys/stat.h>  
  4. #include <errno.h>  
  5. #include <fcntl.h>  
  6. #include <stdio.h>  
  7. #include <stdlib.h>  
  8. #include <string.h>  
  9. /*定义FIFO路径*/  
  10. #define FIFO "/tmp/myfifo"  
  11. main(int argc,char** argv)  
  12. {  
  13.     char buf_r[100];  
  14.     int  fd;  
  15.     int  nread;  
  16.     /*创建FIFO管道*/  
  17.     if((mkfifo(FIFO,O_CREAT|O_EXCL)<0)&&(errno!=EEXIST))  
  18.         printf("cannot create fifoserver/n");  
  19.     printf("Preparing for reading bytes.../n");  
  20.       
  21.     memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));  
  22.     /*打开FIFO管道，不阻塞方式*/  
  23.     fd=open(FIFO,O_RDONLY|O_NONBLOCK,0);  
  24.     if(fd==-1)  
  25.     {  
  26.         perror("open");  
  27.         exit(1);      
  28.     }  
  29.     while(1)  
  30.     {  
  31.         memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));  
  32.         /*读管道，因为定义了非阻塞方式，故在此不会阻塞进程*/  
  33.         if((nread=read(fd,buf_r,100))==-1){  
  34.             if(errno==EAGAIN)  
  35.                 printf("no data yet/n");  
  36.         }  
  37.         printf("read %s from FIFO/n",buf_r);  
  38.         sleep(1);  
  39.     }     
  40.     pause();  
  41.     unlink(FIFO);  
  42. }  

 

接下来进行编译，编译好后，在Linux中运行两个终端，分别运行以上两个程序，可以看到，运行fifo_read时，程序一直在每隔一秒读，然后我们在另一个终端输入：

$ ./fifo_write helloworld

可以看出fifo_read显示出“helloworld”，说明接受成功

 

FIFO的一些注意问题：

（1）管道数据的FIFO处理方式

首先放入管道的数据，在端口首先被读出

（2）管道数据的不可再现性

已读取的数据在管道里消失，不能再读

（3）管道长度的有限性

（4）SIGPIPE信号 如果向一个为读打开着的管道或FIFO写入，那么系统内核产生SIGPIPE信号
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