【IPC通信】有名管道FIFO

前面学习过（匿名）管道（见前面博客），匿名管道只能用于有亲缘关系的各个进程之间，为了解决这个限制，UNIX系统进而引入了FIFO，也称为有名管道（named pipe）。

FIFO(first in, first out)，是一个半双工数据流，也即一个半双工管道。不同于匿名管道的是，每个FIFO有一个路径名（或文件名）与之关联，也即FIFO的名字。有了名字，无亲缘关系的进程间就可以通过管道进行数据传输了。

创建FIFO的方式：

• 使用shell命令 mkfifo创建一个有名管道
• 使用C库函数mkfifo创建一个有名管道

使用shell命令 mkfifo创建一个有名管道

[infor@s123 FIFO]$ mkfifo npipe
[infor@s123 FIFO]$ ls -l
prw-r--r--  1 infor app 0 Nov 13 11:32 npipe

上面我们创建了一个有名管道npipe，我们可以看到有名管道其实是一个文件，文件类型是“p”，管道类型。

我们在开启两个终端，分别为A和B。在A终端下将数据写入管道，在B终端下将数据读出来。

[infor@s123 FIFO]$ ping 10.4.123.124 >> npipe
#会阻塞在这里，等待另一个进程读

在终端A下将ping的结果写入管道npipe，这里会一直阻塞到另一个进程将数据全部读出或中止读出。

[infor@s123 FIFO]$ cat npipe
PING 10.4.123.124 (10.4.123.124) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=0 ttl=128 time=0.838 ms
64 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=1 ttl=128 time=0.835 ms
64 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=2 ttl=128 time=0.843 ms
64 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=3 ttl=128 time=0.834 ms

在终端B下读取npipe。

使用C库函数mkfifo创建一个有名管道

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
/*
函数说明：依参数pathname建立特殊的FIFO文件，该文件必须不存在，而参数mode为该文件的权限
返回值：若成功则返回0，否则返回-1，错误原因存于errno中
*/
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

 对于创建方式，mkfifo隐含指定O_CREAT|O_EXCL，也即mkfifo创建一个新的FIFO，如果该FIFO已经存在，则会返回EEXIST错误。

对于参数mode可有如下选项：
S_IRUSR:当前用户可读
S_IWUSR:当前用户可写
S_IRGRP:组成员可读
S_IWGRP:组成员可写
S_IROTH:其他用户可读
S_IWOTH:其他用户可写

下面通过例子看下如何使用。

假如有这样一个案例。进程A执行完将执行结果写入管道，等待进程B将该结果读出。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>

#define FIFO_NAME ("/tmp/fifo.1") // 设定FIFO的名字
#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH) // 设定创建FIFO的权限

/*创建一个FIFO，等待另一个进程读取*/
int main()
{
	int writefd;
	char status[] = "success";
	size_t n = 0;

	// 创建FIFO
	if(mkfifo(FIFO_NAME, FILE_MODE) < 0)
	{
		if(EEXIST == errno)
		{
			printf("FIFO：%s已经存在，不能重新创建\r\n", FIFO_NAME);
		}
		else
		{
			perror("创建FIFO错误");
			exit(1);
		}
	}

	// 打开FIFO
	writefd = open(FIFO_NAME, O_WRONLY, 0);
	if(-1 == writefd)
	{
		perror("打开FIFO失败");
		unlink(FIFO_NAME);
		exit(1);
	}

	// 写入执行状态
	n = write(writefd, status, strlen(status));
	if(n != strlen(status))
	{
		perror("写入FIFO失败");
		unlink(FIFO_NAME);
		exit(1);
	}

	if(-1 == close(writefd))
	{
		perror("关闭FIFO失败");
		unlink(FIFO_NAME);
		exit(1);
	}

	return 0;
}

编译并执行：

[infor@s123 FIFO]$ gcc -o wnpipe wnpipe.c
[infor@s123 FIFO]$ ./wnpipe
#阻塞在这里等待另外一个进程读取FIFO

这里我们看一下/tmp/fifo.1 是否生成：

[infor@s123 tmp]$ ls -l /tmp/fifo.1
prw-r--r--  1 infor app 0 Nov 13 12:58 /tmp/fifo.1

我们看到FIFO文件已经生成。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>

#define FIFO_NAME ("/tmp/fifo.1") // 设定FIFO的名字
#define MAXLINE (1024)

/*读取FIFO内容*/
int main()
{
	int readfd;
	char status[MAXLINE];
	size_t n = 0;

	// 打开FIFO
	readfd = open(FIFO_NAME, O_RDONLY, 0);
	if(-1 == readfd)
	{
		perror("打开FIFO失败");
		unlink(FIFO_NAME);
		exit(1);
	}

	// 读取FIFO
	n = read(readfd, status, MAXLINE);
	if(-1 == n)
	{
		perror("读取FIFO失败");
		exit(1);
	}

	printf("管道内容：%s\r\n", status);

	// 关闭FIFO
	if(-1 == close(readfd))
	{
		perror("关闭FIFO失败");
		unlink(FIFO_NAME);
		exit(1);
	}

	// 删除FIFO
	unlink(FIFO_NAME);

	return 0;
}

编译并执行：

[infor@s123 FIFO]$ gcc -o rnpipe rnpipe.c 
[infor@s123 FIFO]$ ./rnpipe 
管道内容：success

这里我们再看一下/tmp/fifo.1 是否还存在：

[infor@s123 tmp]$ ls -l /tmp/fifo.1
ls: /tmp/fifo.1: No such file or directory

可以看到文件已被删除了。

 

2011-11-13 任洪彩 [email protected]

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