Linux命名管道FIFO的读写规则

Linux程序设计(第3版)》对于Linux命名管道的读写规则详解的不够详细和清楚,查了些资料,在此总结一下:

 

1.FIFO中读取数据:

约定:如果一个进程为了从FIFO中读取数据而阻塞打开了FIFO,那么称该进程内的读操作为设置了阻塞标志的读操作。

1)如果有进程写打开FIFO,且当前FIFO为空,则对于设置了阻塞标志的读操作来说,将一直阻塞下去,直到有数据可以读时才继续执行;对于没有设置阻塞标志的读操作来说,则返回0个字节,当前errno值为EAGAIN,提醒以后再试。

2)对于设置了阻塞标志的读操作来说,造成阻塞的原因有两种:一、当前FIFO内有数据,但有其它进程在读这些数据;二、FIFO本身为空。

解阻塞的原因是:FIFO中有新的数据写入,不论写入数据量的大小,也不论读操作请求多少数据量,只要有数据写入即可。

3)读打开的阻塞标志只对本进程第一个读操作施加作用,如果本进程中有多个读操作序列,则在第一个读操作被唤醒并完成读操作后,其它将要执行的读操作将不再阻塞,即使在执行读操作时,FIFO中没有数据也一样(此时,读操作返回0)。

4)如果没有进程写打开FIFO,则设置了阻塞标志的读操作会阻塞。

5)如果FIFO中有数据,则设置了阻塞标志的读操作不会因为FIFO中的字节数少于请求的字节数而阻塞,此时,读操作会返回FIFO中现有的数据量。

 

2.FIFO中写入数据:

约定:如果一个进程为了向FIFO中写入数据而阻塞打开FIFO,那么称该进程内的写操作为设置了阻塞标志的写操作。

FIFO的长度是需要考虑的一个很重要因素。系统对任一时刻在一个FIFO中可以存在的数据长度是有限制的。它由#define PIPE_BUF定义,在头文件limits.h中。在Linux和许多其他类UNIX系统中,它的值通常是4096字节,Red Hat Fedora9下是4096,但在某些系统中它可能会小到512字节。

虽然对于只有一个FIFO写进程和一个FIFO的读进程而言,这个限制并不重要,但只使用一个FIFO并允许多个不同进程向一个FIFO读进程发送请求的情况是很常见的。如果几个不同的程序尝试同时向FIFO写数据,能否保证来自不同程序的数据块不相互交错就非常关键了à也就是说,每个写操作必须“原子化”。

 

一、对于设置了阻塞标志的写操作:

1)当要写入的数据量不大于PIPE_BUF时,Linux将保证写入的原子性。如果此时管道空闲缓冲区不足以容纳要写入的字节数,则进入睡眠,直到当缓冲区中能够容纳要写入的字节数时,才开始进行一次性写操作。即写入的数据长度小于等于PIPE_BUF时,那么或者写入全部字节,或者一个字节都不写入,它属于一个一次性行为,具体要看FIFO中是否有足够的缓冲区。

2)当要写入的数据量大于PIPE_BUF时,Linux将不再保证写入的原子性。FIFO缓冲区一有空闲区域,写进程就会试图向管道写入数据,写操作在写完所有请求写的数据后返回。

 

二、对于没有设置阻塞标志的写操作:

1)当要写入的数据量不大于PIPE_BUF时,Linux将保证写入的原子性。如果当前FIFO空闲缓冲区能够容纳请求写入的字节数,写完后成功返回;如果当前FIFO空闲缓冲区不能够容纳请求写入的字节数,则返回EAGAIN错误,提醒以后再写。

2)当要写入的数据量大于PIPE_BUF时,Linux将不再保证写入的原子性。在写满所有FIFO空闲缓冲区后,写操作返回。

 

3.为了对FIFO读写规则验证:

下面提供了两个对FIFO的读写程序,适当调节程序中的很少地方或命令行参数就可以对各种FIFO读写规则进程验证(待续)。

    博文源地址:http://blog.csdn.net/MONKEY_D_MENG/article/details/5570468

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