linux进程间通信(三)----管道篇----有名管道

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一 what
前面一篇文章《linux进程间通信(二)—管道篇----无名管道》，我们谈到了无名管道，今天这篇文章我们来谈谈有名管道。
所谓有名管道，顾名思义，就是在内核中存在一个文件名，表明这是一个管道文件。
在此引申出一些扩展知识，linux中存在7种类型的文件，分别如下

文件类型	文件特点
普通文件	标识符 ‘-’ ，用open方式创建
目录文件	标识符 ‘d’ ，用mkdir方式创建
链接文件	标识符 ‘l’, la -s， 又可以分为软链接，硬链接
管道文件	标识 ‘p’， 用mkfifo创建
socket文件	标识符 ‘s’
字符设备文件	标识符 ‘c’
块设备文件	标识符 ‘b’

其中有名管道文件、字符设备文件、块设备文件、套接字(socket)文件不占磁盘空间。

二 why
介绍了有名管道的基础概念之后，我们会问为什么需要有名管道？它能实现什么目的呢？
我们在前面的一篇文章中指出，无名管道只能用于父子进程，或者具有亲缘关系的进程间通信。如果是两个毫无关系的进程，相互间需要管道的方式来通信，要如何实现呢？这就是有名管道的作用，它可以实现这个目的。

三 how
3.1 如何创建有名管道

函数形式 ： int mkfifo(const char * filename, mode_t mode)
功能 ：创建管道文件
参数 ：管道文件文件名，权限，创建的文件权限仍然和umask有关系
返回值 ： 成功返回0，失败返回-1

注意：mkfifo并没有在内核中生成一个管道，只是在用户空间生成了一个有名管道文件

3.2 创建有名管道示例代码

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include 
#include "sys/types.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    int ret;
    
    ret = mkfifo("./myfifo", 0777);
    if (ret < 0) {
        printf("create myfifo fail\n");
        return -1;
    }
    printf("create myfifo sucess\n");
    
    return 0;
}

编译并运行上面的程序代码，会发现在当前目录下生成一个有名管道文件myfifo

3.3 利用有名管道进行相互将通信
我们知道了如何创建有名管道之后，就可以利用有名管道实现两个任意进程间通信了，如下
（a）进程A代码

/* 先在进程A中创建一个有名管道3rd_fifo，权限是0777
 * 然后以写方式打开这个有名管道文件，并向其中写入一个值
 * 在另外一个进程中以只读方式打开这个有名管道文件，并读取这个值
 */
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include 
#include "sys/types.h"
#include "fcntl.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i, ret, fd;
    char p_flag = 0;
    
    /* 创建有名管道 */
    if (access("./3rd_fifo", 0) < 0) {   //先判断有名管道文件是否存在,不存在需要先创建
        ret = mkfifo("./3rd_fifo", 0777);
        if (ret < 0) {
            printf("create named pipe fail\n");
            return -1;
        }
        printf("create named pipe sucess\n");
    }
    
    /* 打开有名管道，以写方式打开 */
    fd=open("./3rd_fifo", O_WRONLY);
    if (fd < 0) {
        printf("open 3rd_fifo fail\n");
        return -1;
    }
    printf("open 3rd_fifo sucess\n");

    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("this is first process i=%d\n", i);
        usleep(100);
    }
    p_flag = 1;
    sleep(5);
    write(fd, &p_flag, sizeof(p_flag));

    while(1);
    return 0;
}

（b）进程B代码

/* 
 * 在本进程中以只读方式打开这个有名管道文件，并读取这个值
 */
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include 
#include "sys/types.h"
#include "fcntl.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i;
    int fd=open("./3rd_fifo", O_RDONLY);
    char p_flag = 0;
    
    if (fd < 0) {
        printf("open 3rd_fifo fail\n");
        return -1;
    }
    
    printf("open 3rd_fifo sucess\n");
    read(fd, &p_flag, sizeof(p_flag));
    while(!p_flag);
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("this is second process i=%d\n", i);
        usleep(100);
    }

    while(1);
    return 0;
}

分别编译并运行

gcc 3nd_named_pipe.c -o Aprocess
gcc 3nd_named_pipe_2.c -o Bprocess
./Aprocess
./Bprocess

说明: 因为我们是在A进程中先创建的有名管道，然后在B进程中在打开这个有名管道，所以我们需要先运行A进程，然后在运行B进程；保证有名管道先被创建成功

运行结果，我们发现等A进程运行结束(打印都完成之后)，B进程才会运行