UNIX网络编程卷2进程间通信读书笔记（三）—有名管道 （1）

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。