不相关进程间通信－－命名管道(FIFO文件)

命名管道是一种特殊类型的文件(FIFO)，可以完成两个不相关之间的通信。它在文件系统中以文件名的方式存在，但行为却和一般的管道相似。

一.创建FIFO

在程序中，可以使用两个不同的函数调用创建：

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

int mkfifo(const char *filename, mode_t mode);

int mknod(const char *filename, mode_t mode | S_IFIFO, (dev_t) 0);

二.打开FIFO

可以直接用open函数打开：

int open( const char * pathname, int flags);

参数flags有四种组合方式：

O_RDONLY：open调用一直阻塞，直到有一个进程以写方式打开一个ＦＩＦＯ

O_RDONLY | O_NONBLOCK：立即调用并返回，如果没有其他进程以写方式打开一个ＦＩＦＯ，就返回0

O_WRONLY：open调用一直阻塞，直到有一个进程读写方式打开一个ＦＩＦＯ

O_WRONLY | O_NONBLOCK：立即调用并返回，如果没有其他进程以读方式打开一个ＦＩＦＯ，就返回0

在这里没有O_RDWR模式，困为管道是单向传输数据的，如果需要双向传输，常用的方法是打开两个管道；还有一种是在一个方向的传输结束后关闭该管道，然后再打开进行另一个方向的传输，这种方法用得少。

三.读写操作

打开管道时使用O_NONBLOCK全影响到对它的write,read调用

对一个空的、阻塞的ＦＩＦＯ的read调用将待，直到有数据可以读时才继续执行，与此相反，对一个空的，非阻塞的ＦＩＦＯ进行read调用会立即返回0。

对一个阻塞的ＦＩＦＯ进行write调用将待，直到数据可以被写入才继续执行。如果ＦＩＦＯ不能接收所有数据(通常是在非阻塞模式)，它将以下规则执行：

　如果请求写入的数据小于等于FIFO_BUF字节，调用失败，数据不能写入。

　如果请求写入的数据大于FIFO_BUF，将写入部分数据，返回实际写入的字节数，返回值也可能是0

    (为什么要这么设置)

FIFO_BUF是命名管道的长度，这个常量在limits.h中定义，linux和多数unix系统中是4096字节，某些系统中是512字节。

系统规定：一个以阻塞方式打开的命名管道中，如果写入的数据小于FIFO_BUF字节，那么或者全部写入，或者一个字节都不写。这种设置保证了每人个写操作都是原子化的，在多个进程写同一个ＦＩＦＯ文件时可以确保来自各进程的数据不会交错。

四.例子：

两个本来不相关的程序creater.c和consumer.c，它们打开同一个命名管道，creater.c向管道中写入数据，后者从中读出。

creater.c：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <limits.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

#define FIFO_NAME "fifo"
#define BUFFER_SIZE PIPE_BUF

int main()
{
    int pipe_fd;
    int res;
    
    int open_mode = O_WRONLY;
    int bytes_send;
    char buffer[BUFFER_SIZE + 1] = "access（判断是否具有存取文件的权限）相关函数 stat，open，chmod，chown，setuid，setgid";

    if( -1 == access(FIFO_NAME, F_OK))        //判断FIFO_NAME文件是否存在
    {
        res = mkfifo(FIFO_NAME, 0777);        //不存在则创建
        if(0 != res)
        {
            fprintf(stderr, "Could not create fifo %s \n", FIFO_NAME);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }

    pipe_fd = open(FIFO_NAME, open_mode);        //打开ＦＩＦＯ文件
    printf("Process %d result %d \n", getpid(), pipe_fd);
    
    if( -1 != pipe_fd)
    {
        res = write(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE);    //向ＦＩＦＯ文件写入数据
        printf("res: %d \n", res);
        bytes_send += res;
        close(pipe_fd);
    }
    else
    {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Process %d finished\n\n", getpid());
    exit(EXIT_SUCCESS);
}


consumer.c：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <limits.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

#define FIFO_NAME "fifo"
#define BUFFER_SIZE PIPE_BUF

int main()
{
    int pipe_fd;
    int res;
    
    int open_mode = O_RDONLY;
    int bytes_read;
    char buffer[BUFFER_SIZE + 1];
    
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    
    printf("Process %d opening FIFO_NAME O_RDONLY", getpid());
    pipe_fd = open(FIFO_NAME, open_mode);                //打开ＦＩＦＯ文件
    printf("Process %d result %d \n", getpid(), pipe_fd);
    
    if(-1 != pipe_fd)
    {
        do
        {
            res = read(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE);    //从管道中读取数据
            printf("%s", buffer);
            memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
            bytes_read += res;
        }while(res > 0);
        
        printf("\n");
        close(pipe_fd);
    }
    else
    {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    printf("Process %d finished, %d bytes read\n\n", getpid(), bytes_read);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}