linux進程間通信-FIFO，讓你全方位理解
時間：2018-06-20 來源：未知
有名管道(FIFO)
有名管道也被稱為FIFO文件，是一種特殊的文件。由于linux所有的事物都可以被視為文件，所以對有名管道的使用也就變得與文件操作非常統一。
(1)創建有名管道
用如下兩個函數中的其中一個，可以創建有名管道。
#include
#include
int mkfifo(const char *filename, mode_t mode);
filname是指文件名，而mode是指定文件的讀寫權限。
(2)打開有名管道
和打開其他文件一樣，可以用open來打開。通常有四種方法：
open(const char *path, O_RDONLY);
open(const char *path, O_RDONLY | O_NONBLOCK);
open(const char *path, O_WRONLY);
open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);
有三點要注意:
1就是程序不能以O_RDWR(讀寫)模式打開FIFO文件進行讀寫操作，而其行為也未明確定義，因為如一個管道以讀/寫方式打開，進程就會讀回自己的輸出，同時我們通常使用FIFO只是為了單向的數據傳遞。
2就是傳遞給open調用的是FIFO的路徑名，而不是正常的文件。(如：
const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo";)
3第二個參數中的選項O_NONBLOCK，選項O_NONBLOCK表示非阻塞，加上這個選項后，表示open調用是非阻塞的，如果沒有這個選項，則表示open調用是阻塞的。
(3)阻塞問題
對于以只讀方式(O_RDONLY)打開的FIFO文件，如果open調用是阻塞的(即第二個參數為O_RDONLY)，除非有一個進程以寫方式打開同一個FIFO，否則它不會返回;如果open調用是非阻塞的的(即第二個參數為O_RDONLY | O_NONBLOCK)，則即使沒有其他進程以寫方式打開同一個FIFO文件，open調用將成功并立即返回。
對于以只寫方式(O_WRONLY)打開的FIFO文件，如果open調用是阻塞的(即第二個參數為O_WRONLY)，open調用將被阻塞，直到有一個進程以只讀方式打開同一個FIFO文件為止;如果open調用是非阻塞的(即第二個參數為O_WRONLY | O_NONBLOCK)，open總會立即返回，但如果沒有其他進程以只讀方式打開同一個FIFO文件，open調用將返回-1，并且FIFO也不會被打開。
(4)使用FIFO實現進程間的通信
管道的寫入端從一個文件讀出數據，然后寫入寫管道。管道的讀取端從管道讀出后寫到文件中。
寫入端代碼：fifowrite.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo";
int pipe_fd = -1;
int data_fd = -1;
int res = 0;
const int open_mode = O_WRONLY;
int bytes_sent = 0;
char buffer[PIPE_BUF + 1];
int bytes_read = 0;
if(access(fifo_name, F_OK) == -1)
{
printf ("Create the fifo pipe.\n");
res = mkfifo(fifo_name, 0777);
if(res != 0)
{
fprintf(stderr, "Could not create fifo %s\n", fifo_name);
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
printf("Process %d opening FIFO O_WRONLY\n", getpid());
pipe_fd = open(fifo_name, open_mode);
printf("Process %d result %d\n", getpid(), pipe_fd);
if(pipe_fd != -1)
{
bytes_read = 0;
data_fd = open("Data.txt", O_RDONLY);
if (data_fd == -1)
{
close(pipe_fd);
fprintf (stderr, "Open file[Data.txt] failed\n");
return -1;
}
bytes_read = read(data_fd, buffer, PIPE_BUF);
buffer[bytes_read] = '\0';
while(bytes_read > 0)
{
res = write(pipe_fd, buffer, bytes_read);
if(res == -1)
{
fprintf(stderr, "Write error on pipe\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
bytes_sent += res;
bytes_read = read(data_fd, buffer, PIPE_BUF);
buffer[bytes_read] = '\0';
}
close(pipe_fd);
close(data_fd);
}
else
exit(EXIT_FAILURE);
printf("Process %d finished\n", getpid());
exit(EXIT_SUCCESS);
}
管道讀取端： fiforead.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo";
int pipe_fd = -1;
int data_fd = -1;
int res = 0;
int open_mode = O_RDONLY;
char buffer[PIPE_BUF + 1];
int bytes_read = 0;
int bytes_write = 0;
memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
printf("Process %d opening FIFO O_RDONLY\n", getpid());
pipe_fd = open(fifo_name, open_mode);
data_fd = open("DataFormFIFO.txt", O_WRONLY|O_CREAT, 0644);
if (data_fd == -1)
{
fprintf(stderr, "Open file[DataFormFIFO.txt] failed\n");
close(pipe_fd);
return -1;
}
printf("Process %d result %d\n",getpid(), pipe_fd);
if(pipe_fd != -1)
{
do
{
res = read(pipe_fd, buffer, PIPE_BUF);
bytes_write = write(data_fd, buffer, res);
bytes_read += res;
}while(res > 0);
close(pipe_fd);
close(data_fd);
}
else
exit(EXIT_FAILURE);
printf("Process %d finished, %d bytes read\n", getpid(), bytes_read);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
(5)有名管道的安全問題
有一種情況是：一個FIFO文件，有多個進程同時向同一個FIFO文件寫數據，而只有一個讀FIFO進程在同一個FIFO文件中讀取數據時，會發生數據塊的相互交錯。不同進程向一個FIFO讀進程發送數據是很普通的情況。這個問題的解決方法，就是讓寫操作的原子化。系統規定：在一個以O_WRONLY(即阻塞方式)打開的FIFO中， 如果寫入的數據長度小于等待PIPE_BUF，那么或者寫入全部字節，或者一個字節都不寫入。如果所有的寫請求都是發往一個阻塞的FIFO的，并且每個寫記請求的數據長度小于等于PIPE_BUF字節，系統就可以確保數據決不會交錯在一起。
