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有名管道(FIFO)

有名管道也被稱為FIFO文件，是一種特殊的文件。由于linux所有的事物都可以被視為文件，所以對(duì)有名管道的使用也就變得與文件操作非常統(tǒng)一。

(1)創(chuàng)建有名管道

用如下兩個(gè)函數(shù)中的其中一個(gè)，可以創(chuàng)建有名管道。

#include

#include

int mkfifo(const char *filename, mode_t mode);

filname是指文件名，而mode是指定文件的讀寫權(quán)限。

(2)打開有名管道

和打開其他文件一樣，可以用open來打開。通常有四種方法：

open(const char *path, O_RDONLY);

open(const char *path, O_RDONLY | O_NONBLOCK);

open(const char *path, O_WRONLY);

open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);

有三點(diǎn)要注意:

1就是程序不能以O(shè)_RDWR(讀寫)模式打開FIFO文件進(jìn)行讀寫操作，而其行為也未明確定義，因?yàn)槿缫粋�(gè)管道以讀/寫方式打開，進(jìn)程就會(huì)讀回自己的輸出，同時(shí)我們通常使用FIFO只是為了單向的數(shù)據(jù)傳遞。

2就是傳遞給open調(diào)用的是FIFO的路徑名，而不是正常的文件。(如：

const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo";)

3第二個(gè)參數(shù)中的選項(xiàng)O_NONBLOCK，選項(xiàng)O_NONBLOCK表示非阻塞，加上這個(gè)選項(xiàng)后，表示open調(diào)用是非阻塞的，如果沒有這個(gè)選項(xiàng)，則表示open調(diào)用是阻塞的。

(3)阻塞問題

對(duì)于以只讀方式(O_RDONLY)打開的FIFO文件，如果open調(diào)用是阻塞的(即第二個(gè)參數(shù)為O_RDONLY)，除非有一個(gè)進(jìn)程以寫方式打開同一個(gè)FIFO，否則它不會(huì)返回;如果open調(diào)用是非阻塞的的(即第二個(gè)參數(shù)為O_RDONLY | O_NONBLOCK)，則即使沒有其他進(jìn)程以寫方式打開同一個(gè)FIFO文件，open調(diào)用將成功并立即返回。

對(duì)于以只寫方式(O_WRONLY)打開的FIFO文件，如果open調(diào)用是阻塞的(即第二個(gè)參數(shù)為O_WRONLY)，open調(diào)用將被阻塞，直到有一個(gè)進(jìn)程以只讀方式打開同一個(gè)FIFO文件為止;如果open調(diào)用是非阻塞的(即第二個(gè)參數(shù)為O_WRONLY | O_NONBLOCK)，open總會(huì)立即返回，但如果沒有其他進(jìn)程以只讀方式打開同一個(gè)FIFO文件，open調(diào)用將返回-1，并且FIFO也不會(huì)被打開。

(4)使用FIFO實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信

管道的寫入端從一個(gè)文件讀出數(shù)據(jù)，然后寫入寫管道。管道的讀取端從管道讀出后寫到文件中。

寫入端代碼：fifowrite.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main()

{

const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo";

int pipe_fd = -1;

int data_fd = -1;

int res = 0;

const int open_mode = O_WRONLY;

int bytes_sent = 0;

char buffer[PIPE_BUF + 1];

int bytes_read = 0;

if(access(fifo_name, F_OK) == -1)

{

printf ("Create the fifo pipe.\n");

res = mkfifo(fifo_name, 0777);

if(res != 0)

{

fprintf(stderr, "Could not create fifo %s\n", fifo_name);

exit(EXIT_FAILURE);

}

}

printf("Process %d opening FIFO O_WRONLY\n", getpid());

pipe_fd = open(fifo_name, open_mode);

printf("Process %d result %d\n", getpid(), pipe_fd);

if(pipe_fd != -1)

{

bytes_read = 0;

data_fd = open("Data.txt", O_RDONLY);

if (data_fd == -1)

{

close(pipe_fd);

fprintf (stderr, "Open file[Data.txt] failed\n");

return -1;

}

bytes_read = read(data_fd, buffer, PIPE_BUF);

buffer[bytes_read] = '\0';

while(bytes_read > 0)

{

res = write(pipe_fd, buffer, bytes_read);

if(res == -1)

{

fprintf(stderr, "Write error on pipe\n");

exit(EXIT_FAILURE);

}

bytes_sent += res;

bytes_read = read(data_fd, buffer, PIPE_BUF);

buffer[bytes_read] = '\0';

}

close(pipe_fd);

close(data_fd);

}

else

exit(EXIT_FAILURE);

printf("Process %d finished\n", getpid());

exit(EXIT_SUCCESS);

}

管道讀取端： fiforead.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main()

{

const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo";

int pipe_fd = -1;

int data_fd = -1;

int res = 0;

int open_mode = O_RDONLY;

char buffer[PIPE_BUF + 1];

int bytes_read = 0;

int bytes_write = 0;

memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));

printf("Process %d opening FIFO O_RDONLY\n", getpid());

pipe_fd = open(fifo_name, open_mode);

data_fd = open("DataFormFIFO.txt", O_WRONLY|O_CREAT, 0644);

if (data_fd == -1)

{

fprintf(stderr, "Open file[DataFormFIFO.txt] failed\n");

close(pipe_fd);

return -1;

}

printf("Process %d result %d\n",getpid(), pipe_fd);

if(pipe_fd != -1)

{

do

{

res = read(pipe_fd, buffer, PIPE_BUF);

bytes_write = write(data_fd, buffer, res);

bytes_read += res;

}while(res > 0);

close(pipe_fd);

close(data_fd);

}

else

exit(EXIT_FAILURE);

printf("Process %d finished, %d bytes read\n", getpid(), bytes_read);

exit(EXIT_SUCCESS);

}

(5)有名管道的安全問題

有一種情況是：一個(gè)FIFO文件，有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)向同一個(gè)FIFO文件寫數(shù)據(jù)，而只有一個(gè)讀FIFO進(jìn)程在同一個(gè)FIFO文件中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)塊的相互交錯(cuò)。不同進(jìn)程向一個(gè)FIFO讀進(jìn)程發(fā)送數(shù)據(jù)是很普通的情況。這個(gè)問題的解決方法，就是讓寫操作的原子化。系統(tǒng)規(guī)定：在一個(gè)以O(shè)_WRONLY(即阻塞方式)打開的FIFO中， 如果寫入的數(shù)據(jù)長度小于等待PIPE_BUF，那么或者寫入全部字節(jié)，或者一個(gè)字節(jié)都不寫入。如果所有的寫請(qǐng)求都是發(fā)往一個(gè)阻塞的FIFO的，并且每個(gè)寫記請(qǐng)求的數(shù)據(jù)長度小于等于PIPE_BUF字節(jié)，系統(tǒng)就可以確保數(shù)據(jù)決不會(huì)交錯(cuò)在一起。