【IPC通信】FIFO命名管道

【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）

 /*fifo_write.c*/
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <errno.h>
 #include <fcntl.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 /*FIFO管道路径*/
 #define FIFO_SERVER "/tmp/myfifo"
 main(int argc,char** argv)
 {
     int fd = 0;
     char w_buf[100];
     int nwrite;
     /*打开FIFO管道*/
     fd=open(FIFO_SERVER,O_WRONLY|O_NONBLOCK,0);
     if(fd==-1)
         if(errno==ENXIO)
             printf("open error; no reading process/n");
     /*判断有没有参数输入*/
     if(argc==1)
         printf("Please send something/n");
     /*复制参数输入*/
     strcpy(w_buf,argv[1]);
     /*写到FIFO去*/
     if((nwrite=write(fd,w_buf,100))==-1)
     {
         if(errno==EAGAIN)
             printf("The FIFO has not been read yet.Please try later/n");
     }
     else
         /*输出写入的内容*/
         printf("write %s to the FIFO/n",w_buf);
 }

服务程序（读管道）

 /*fifo_read.c*/
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <errno.h>
 #include <fcntl.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 /*定义FIFO路径*/
 #define FIFO "/tmp/myfifo"
 main(int argc,char** argv)
 {
     char buf_r[100];
     int  fd;
     int  nread;
     /*创建FIFO管道*/
     if((mkfifo(FIFO,O_CREAT|O_EXCL)<0)&&(errno!=EEXIST))
         printf("cannot create fifoserver/n");
     printf("Preparing for reading bytes.../n");

     memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));
     /*打开FIFO管道，不阻塞方式*/
     fd=open(FIFO,O_RDONLY|O_NONBLOCK,0);
     if(fd==-1)
     {
         perror("open");
         exit(1);
     }
     while(1)
     {
         memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));
         /*读管道，因为定义了非阻塞方式，故在此不会阻塞进程*/
         if((nread=read(fd,buf_r,100))==-1){
             if(errno==EAGAIN)
                 printf("no data yet/n");
         }
         printf("read %s from FIFO/n",buf_r);
         sleep(1);
     }
     pause();
     unlink(FIFO);
 }

 

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