有名管道
二．有名管道
管道应用的一个重大限制是它没有名字，因此，只能用于具有亲缘关系的进程间通信，在有名管道（ named pipe 或 FIFO ）提出后，该限制得到了克服。 FIFO 不同于管道之处在于它提供一个路径名与之关联，以 FIFO 的文件形式存在于文件系统中。这样，即使与 FIFO 的创建进程不存在亲缘关系的进程，只要可以访问该路径，就能够彼此通过 FIFO 相互通信，因此，通过 FIFO 不相关的进程也能交换数据。值得注意的是， FIFO 严格遵循先进先出（ first in first out ），对管道及 FIFO 的读总是从开始处返回数据，对它们的写则把数据添加到末尾。它们不支持诸如 lseek() 等文件定位操作。
1 ．有名管道的创建
用 mkfifo 可以重建一个有名管道。
4 ．
| 名称 : ： |
mkfifo |
| 功能 ： |
创建有名管道 |
| 头文件 ： |
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> |
| 函数原形 ： |
int mkfilo(const char *pathname,mode_t mode); |
| 参数： |
|
| 返回值： |
若成功则为 0 ，若出错则为 -1 。 |
该函数的第一个参数是一个普通的路径名，也就是创建后 FIFO 的名字。第二个参数与打开普通文件的 open() 函数中的 mode 参数相同。如果 mkfifo 的第一个参数是一个已经存在的路径名时，会返回 EEXIST 错误，所以一般典型的调用代码首先会检查是否返回该错误，如果确实返回该错误，那么只要调用打开 FIFO 的函数就可以了。一般文件的 I/O 函数都可以用于 FIFO ，如 close 、 read 、 write 等等。
下面就是不同祖先通过管道通信的例子。
| /*2_5.c server*/ #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[]) { FILE *fd; char w_buf[1000]; /* 定义缓冲区 */
if(mkfifo(argv[1],O_CREAT|0666)<0) /* 创建有名管道 */ perror(“mkfifo error”); if((fd=fopen(argv[1],”a+rw”))==NULLL) /* 打开刚创建的有名管道 */ perror(“open error”); fgets(w_buf,MAXLIME,fd); /* 从有名管道读取字符流 */ printf(“server:%s”,buf); exit(0); }
/*2_6.c client*/ #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[]) { FILE *fd; char buf[1000]; /* 定义缓冲区 */
if((fd=fopen(argv[1],”a+rw”))==NULLL) /* 打开由服务程序创建的有名管道 */ perror(“open error”); printf(“client:”); fgets(buf,MAXLIME,stdin); /* 把用户输入存入缓冲区 */ fputs(buf,fd); /* 把缓冲区内容输入有名管道 */ exit(0); } |
先后台执行服务器程序（ 1_1.c ） , 然后执行客户程序（ 1_2.c ）输入几个字母 , 客户程序会通过有名管道传到服务器程序，服务器程序把信息打印到屏幕上。具体运行如下。
#./2_5 test&
#./2_6 test
2 ．有名管道的打开规则
如果当前打开操作是为读而打开 FIFO 时，若已经有相应进程为写而打开该 FIFO ，则当前打开操作将成功返回；否则，可能阻塞直到有相应进程为写而打开该 FIFO （当前打开操作设置了阻塞标志）；或者，成功返回（当前打开操作没有设置阻塞标志）。
如果当前打开操作是为写而打开 FIFO 时，如果已经有相应进程为读而打开该 FIFO ，则当前打开操作将成功返回；否则，可能阻塞直到有相应进程为读而打开该 FIFO （当前打开操作设置了阻塞标志）；或者，返回 ENXIO 错误（当前打开操作没有设置阻塞标志）。
3. 有名管道的读写规则
如果有进程写打开 FIFO ，且当前 FIFO 内没有数据，则对于设置了阻塞标志的读操作来说，将一直阻塞。对于没有设置阻塞标志读操作来说则返回 -1 ，当前 errno 值为 EAGAIN ，提醒以后再试。
对于设置了阻塞标志的读操作说，造成阻塞的原因有两种：当前 FIFO 内有数据，但有其它进程在读这些数据；另外就是 FIFO 内没有数据。解阻塞的原因则是 FIFO 中有新的数据写入，不论信写入数据量的大小，也不论读操作请求多少数据量。
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。
向 FIFO 中写入数据：
对于设置了阻塞标志的写操作：
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。
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。
对于没有设置阻塞标志的写操作：
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。
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。