【UNIX网络编程】FIFO
管道作为进程间通信的最古老方式，它的缺点是没有名字，因此只能用在有亲缘关系的父子进程之间。对于无亲缘关系的进程间，无法用管道进行通信。FIFO可以完成无亲缘关系的进程间的通信，FIFO也被称为命名管道。它是一种特殊类型的文件，在文件系统中以文件名的形式存在，但它的行为却和上面提到的管道类似。
创建命名管道有两种方法：
1、在命令行上执行命令：mkfifo filename 来创建FIFO。
2、使用mkfifo函数创建FIFO。
#include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode); //返回值：若成功则返回0，若出错则返回-1
注意，mkfifo函数只是创建FIFO，要想打开它，还必须使用open函数，而且创建的过程中是隐含了O_CREAT| O_EXCL标志的,也就是说它要么创建一个新的FIFO，要么返回一个EEXIST错误。如果不希望创建一个新的FIFO，就改调用open而不是mkfifo。要打开一个已存在的FIFO或创建一个新的FIFO，应先调用mkfifo，再检查它是否返回EEXIST错误，若返回该错误则改为调用open。FIFO不能打来来既读又写，因为它是半双工的。
FIFO与管道的区别主要有以下两点：
1、创建并打开一个管道只需要调用pipe。创建并打开一个FIFO则需要调用mkfifo后再调用open。
2、管道在所有进程最终都关闭它之后自动消失。FIFO的名字则只有调用unlink才从文件系统中删除。
管道与FIFO都有系统加在他们上面的限制：
1、OPEN_MAX 一个进程在任意时刻打开的最大描述符数。
2、PIPE_BUF 可原子地写一个管道或FIFO的最大数据量。
下面就以例子来学习FIFO的创建、访问、打开等操作。
创建方法一mkfifo命令：
book@book-desktop:/work/tmp/unp$ mkfifo my_file //利用mkfifo命令创建my_file命名管道 book@book-desktop:/work/tmp/unp$ ls -l my_file prw-r--r-- 1 book book 0 2014-07-03 15:44 my_file //利用ls命令查看上一条命令创建的my_file命名管道 book@book-desktop:/work/tmp/unp$ mkfifo my_file mkfifo: cannot create fifo `my_file': File exists //因为命名管道已经存在，所以此时的mkfifo命令失败
创建方法二mkfifo函数：
将上面的命名管道删除后，利用下面的语句重新创建my_file命名管道。
int res = mkfifo("my_file", 0777);
if(res == 0) printf("FIFO created\n");
exit(EXIT_SUCCESS);
查看结果如下：
book@book-desktop:/work/tmp/unp$ rm -rf my_file book@book-desktop:/work/tmp/unp$ ls a.out fifo.c mutex pipemesg unpv22e fifo fifocliserv pipe pxmsg unpv22e.tar.gz book@book-desktop:/work/tmp/unp$ ./a.out FIFO created book@book-desktop:/work/tmp/unp$
访问上面创建的FIFO：
cat < my_file，因为此时FIFO里没有任何数据，所以此时阻塞。
echo "Hello world." > my_file，因为没有echo等待其他进程读取数据，所以同样阻塞。
使用open打开FIFO文件：
1、打开FIFO的主要限制是，程序不能以O_RDWR模式打开FIFO文件进行读写操作，因为通常我们只是单向传递数据。如果需要双向传递数据，就要创建一对FIFO。实现实例请参考之前写的客户-服务器程序，点此进入。
2、打开FIFO文件和打开普通文件的另一个区别是，对open_flag的O_NOBLOCK选项的用法。使用这个选项不仅改变open调用的处理方式，还会改变对这次open调用返回的文件描述符进行的读写请求的处理方式。
a、open(const char *path, O_RDONLY);这种情况下，open调用将阻塞，除非有一个进程以写方式打开同一个FIFO，否则不会返回。例如上面的cat命令的例子。
b、open(const char *path,O_RDONLY | O_NONBLOCK);即使没有其他进程以写方式打开FIFO，这个open调用也将成功立即返回。
c、open(const char *path, O_WRONLY); open调用将阻塞，知道有一个进程以读的方式打开同一个FIFO为止。如上面的echo命令的例子。
d、open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);函数立即返回，但如果没有进程以读方式打开FIFO，open调用将返回一个错误并且FIFO也不会被打开。
示例代码：
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define FIFO_NAME "my_file"
int
main(int argc, char **argv)
{
int res;
int open_mode = 0;
int i;
if(argc < 2){
fprintf(stderr, "Usage : %s <some combinations of\
O_RDONLY O_WRONLY O_NONBLOCK>\n", *argv);
exit(EXIT_FAILURE);
}
for(i = 1; i < argc; i++){
if(strncmp(*++argv , "O_RDONLY", 8) == 0);
open_mode |= O_RDONLY;
if(strncmp(*++argv , "O_WRONLY", 8) == 0);
open_mode |= O_WRONLY;
if(strncmp(*++argv , "O_NONBLOCK", 10) == 0);
open_mode |= O_NONBLOCK;
}
if(access(FIFO_NAME, F_OK) == -1){
res = mkfifo(FIFO_NAME, 0777);
if(res != 0){
fprintf(stderr, "Could not create fifo %s\n", FIFO_NAME);
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
printf("Process %d opending FIFO\n", getpid());
res = open(FIFO_NAME, open_mode);
printf("Process %d result %d\n", getpid(), res);
sleep(5);
if(res != -1) close(res);
printf("Process %d finished\n", getpid());
exit(EXIT_SUCCESS);
}
对于FIFO的高级一点的应用，比如客户-服务器程序，进程间通信等，参见直接的总结，点此链接。
参考：
1、之前的总结：http://blog.csdn.net/to_be_it_1/article/details/28384117