命名管道也被称为FIFO文件,是一种特殊的文件。由于linux所有的事物都可以被视为文件,所以对命名管道的使用也就变得与文件操作非常统一。
(1)创建命名管道
用如下两个函数中的其中一个,可以创建命名管道。
#include#include int mkfifo(const char *filename, mode_t mode); int mknod(const char *filename, mode_t mode | S_IFIFO, (dev_t)0);
filname是指文件名,而mode是指定文件的读写权限。mknod是比较老的函数,而使用mkfifo函数更加简单和规范,所以建议用mkfifo。
open(const char *path, O_RDONLY);//1
open(const char *path, O_RDONLY | O_NONBLOCK);//2 open(const char *path, O_WRONLY);//3 open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);//4
(2)打开命名管道
和打开其他文件一样,可以用open来打开。通常有四种方法:
有两点要注意:
1、就是程序不能以O_RDWR(读写)模式打开FIFO文件进行读写操作,而其行为也未明确定义,因为如一个管道以读/写方式打开,进程就会读回自己的输出,同时我们通常使用FIFO只是为了单向的数据传递。
2、就是传递给open调用的是FIFO的路径名,而不是正常的文件。(如:const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo"; )
3、第二个参数中的选项O_NONBLOCK,选项O_NONBLOCK表示非阻塞,加上这个选项后,表示open调用是非阻塞的,如果没有这个选项,则表示open调用是阻塞的。
(3)阻塞问题
对于以只读方式(O_RDONLY)打开的FIFO文件,如果open调用是阻塞的(即第二个参数为O_RDONLY),除非有一个进程以写方式打开同一个FIFO,否则它不会返回;如果open调用是非阻塞的的(即第二个参数为O_RDONLY | O_NONBLOCK),则即使没有其他进程以写方式打开同一个FIFO文件,open调用将成功并立即返回。
对于以只写方式(O_WRONLY)打开的FIFO文件,如果open调用是阻塞的(即第二个参数为O_WRONLY),open调用将被阻塞,直到有一个进程以只读方式打开同一个FIFO文件为止;如果open调用是非阻塞的(即第二个参数为O_WRONLY | O_NONBLOCK),open总会立即返回,但如果没有其他进程以只读方式打开同一个FIFO文件,open调用将返回-1,并且FIFO也不会被打开。
(4)使用FIFO实现进程间的通信
管道的写入端从一个文件读出数据,然后写入写管道。管道的读取端从管道读出后写到文件中。
写入端代码:fifowrite.c
#include#include #include #include #include #include #include #include <string.h> 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); }
管道读取端: fiforead.c
#include#include #include #include #include #include #include #include <string.h> 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)命名管道的安全问题
有一种情况是:一个FIFO文件,有多个进程同时向同一个FIFO文件写数据,而只有一个读FIFO进程在同一个FIFO文件中读取数据时,会发生数据块的相互交错。不同进程向一个FIFO读进程发送数据是很普通的情况。这个问题的解决方法,就是让写操作的原子化。系统规定:在一个以O_WRONLY(即阻塞方式)打开的FIFO中, 如果写入的数据长度小于等待PIPE_BUF,那么或者写入全部字节,或者一个字节都不写入。如果所有的写请求都是发往一个阻塞的FIFO的,并且每个写记请求的数据长度小于等于PIPE_BUF字节,系统就可以确保数据决不会交错在一起。
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转自:http://blog.csdn.net/erlian_beijing/article/details/46698401
FIFO文
#include
#include
int mkfifo( const char*pathname, mode_t mode);
参数:
pathname:FIFO的路径名+文件名。
mode:mode_t类型的权限描述符,同open的参数。
返回值:
成功:返回0
失败:如果文件已经存在,则会出错且返回-1。
操作FIFO文件时的特点:
系统调用的I/O函数都可以作用于FIFO,如open、close、read、write等。
打开FIFO时,非阻塞标志(O_NONBLOCK)产生下列影响:
特点一:不指定O_NONBLOCK(即open没有位或O_NONBLOCK)
1、open以只读方式打开FIFO时,要阻塞到某个进程为写而打开此FIFO
2、open以只写方式打开FIFO时,要阻塞到某个进程为读而打开此FIFO。
3、open以只读、只写方式打开FIFO时会阻塞,调用read函数从FIFO里读数据时read也会阻塞。
4、调用write函数向FIFO里写数据,当缓冲区已满时write也会阻塞。
5、通信过程中若写进程先退出了,则调用read函数从FIFO里读数据时不阻塞;若写进程又重新运行,则调用read函数从FIFO里读数据时又恢复阻塞。
6、通信过程中,读进程退出后,写进程向命名管道内写数据时,写进程也会(收到SIGPIPE信号)退出。
特点二:指定O_NONBLOCK(即open位或O_NONBLOCK)
1、先以只读方式打开:如果没有进程已经为写而打开一个FIFO, 只读open成功,并且open不阻塞。
2、先以只写方式打开:如果没有进程已经为读而打开一个FIFO,只写open将出错返回-1。
3、read、write读写命名管道中读数据时不阻塞。
4、通信过程中,读进程退出后,写进程向命名管道内写数据时,写进程也会(收到SIGPIPE信号)退出。
注意:
open函数以可读可写方式打开FIFO文件时的特点:open不阻塞,可以这样理解:因为其本身以可读可写的方式打开,所以不需要别的进程帮其打开。
注:关于非阻塞方式或非阻塞打开FIFO,read时返回值的问题:
若某个FIFO的最后一个写进程终止了或关闭了该FIFO,那么将为FIFO的读进程产生一个文件结束标志。如果 read()读数据时第一个读到的是文件结束标志,那么就返回0。
1、阻塞方式:
1) 写进程未退出,read阻塞,等待写端的输入
2) 写进程终止了或关闭了该FIFO,read非阻塞,为FIFO的读进程产生一个文件结束标志,read的返回值为0。
2、非阻塞方式:
假设一个进程以非阻塞读方式打开一个FIFO.该FIFO之前已经被以写方式被其他进程打开,但无数据被写入,那么此时读进程需要立刻返回,那么应该返回什么呢?
我们知道 如果 read()读数据时第一个读到的是文件结束标志,那么就返回0。如果像 我们想的那样 没有数据读应该返回0 ,那么这个0就具有二义性。因为我们不知道是没有数据造成的返回0还是写端关闭造成的返回0.
所以POSIX.1要求,对一个非阻塞的描述符如果无数据可读,则read返回-1,而且 errno被设置为 EAGAIN。
1) 如果在随后调用read函数之前,如果另一个进程已经以写方式打开了该FIFO,并写入了数据,那么正常读取数据。
2) 如果在随后调用read函数之前,如果另一个进程已经以写方式打开了该FIFO,但是并未写入数据,read调用会立刻出错返回-1, 并设置 errnno为EAGAIN。
3)如果在随后调用read函数之前,没有其他进程以写方式打开该FIFO,或是曾经有但是在read读时已经关闭了,那么read返回0,表示读到文件结束标志。FIFO文
#include
#include
int mkfifo( const char*pathname, mode_t mode);
参数:
pathname:FIFO的路径名+文件名。
mode:mode_t类型的权限描述符,同open的参数。
返回值:
成功:返回0
失败:如果文件已经存在,则会出错且返回-1。
操作FIFO文件时的特点:
系统调用的I/O函数都可以作用于FIFO,如open、close、read、write等。
打开FIFO时,非阻塞标志(O_NONBLOCK)产生下列影响:
特点一:不指定O_NONBLOCK(即open没有位或O_NONBLOCK)
1、open以只读方式打开FIFO时,要阻塞到某个进程为写而打开此FIFO
2、open以只写方式打开FIFO时,要阻塞到某个进程为读而打开此FIFO。
3、open以只读、只写方式打开FIFO时会阻塞,调用read函数从FIFO里读数据时read也会阻塞。
4、调用write函数向FIFO里写数据,当缓冲区已满时write也会阻塞。
5、通信过程中若写进程先退出了,则调用read函数从FIFO里读数据时不阻塞;若写进程又重新运行,则调用read函数从FIFO里读数据时又恢复阻塞。
6、通信过程中,读进程退出后,写进程向命名管道内写数据时,写进程也会(收到SIGPIPE信号)退出。
特点二:指定O_NONBLOCK(即open位或O_NONBLOCK)
1、先以只读方式打开:如果没有进程已经为写而打开一个FIFO, 只读open成功,并且open不阻塞。
2、先以只写方式打开:如果没有进程已经为读而打开一个FIFO,只写open将出错返回-1。
3、read、write读写命名管道中读数据时不阻塞。
4、通信过程中,读进程退出后,写进程向命名管道内写数据时,写进程也会(收到SIGPIPE信号)退出。
注意:
open函数以可读可写方式打开FIFO文件时的特点:open不阻塞,可以这样理解:因为其本身以可读可写的方式打开,所以不需要别的进程帮其打开。
注:关于非阻塞方式或非阻塞打开FIFO,read时返回值的问题:
若某个FIFO的最后一个写进程终止了或关闭了该FIFO,那么将为FIFO的读进程产生一个文件结束标志。如果 read()读数据时第一个读到的是文件结束标志,那么就返回0。
1、阻塞方式:
1) 写进程未退出,read阻塞,等待写端的输入
2) 写进程终止了或关闭了该FIFO,read非阻塞,为FIFO的读进程产生一个文件结束标志,read的返回值为0。
2、非阻塞方式:
假设一个进程以非阻塞读方式打开一个FIFO.该FIFO之前已经被以写方式被其他进程打开,但无数据被写入,那么此时读进程需要立刻返回,那么应该返回什么呢?
我们知道 如果 read()读数据时第一个读到的是文件结束标志,那么就返回0。如果像 我们想的那样 没有数据读应该返回0 ,那么这个0就具有二义性。因为我们不知道是没有数据造成的返回0还是写端关闭造成的返回0.
所以POSIX.1要求,对一个非阻塞的描述符如果无数据可读,则read返回-1,而且 errno被设置为 EAGAIN。
1) 如果在随后调用read函数之前,如果另一个进程已经以写方式打开了该FIFO,并写入了数据,那么正常读取数据。
2) 如果在随后调用read函数之前,如果另一个进程已经以写方式打开了该FIFO,但是并未写入数据,read调用会立刻出错返回-1, 并设置 errnno为EAGAIN。
3)如果在随后调用read函数之前,没有其他进程以写方式打开该FIFO,或是曾经有但是在read读时已经关闭了,那么read返回0,表示读到文件结束标志。