【IPC通信】有名管道FIFO

来源：互联网发布：儿童编程入门编辑：程序博客网时间：2024/06/05 16:21

前面学习过（匿名）管道（见前面博客），匿名管道只能用于有亲缘关系的各个进程之间，为了解决这个限制，UNIX系统进而引入了FIFO，也称为有名管道（named pipe）。

FIFO(first in, first out)，是一个半双工数据流，也即一个半双工管道。不同于匿名管道的是，每个FIFO有一个路径名（或文件名）与之关联，也即FIFO的名字。有了名字，无亲缘关系的进程间就可以通过管道进行数据传输了。

创建FIFO的方式：

使用shell命令 mkfifo创建一个有名管道
使用C库函数mkfifo创建一个有名管道

使用shell命令 mkfifo创建一个有名管道

1[infor@s123 FIFO]$ mkfifonpipe
2[infor@s123 FIFO]$ ls-l
3prw-r--r--  1 infor app 0 Nov 13 11:32 npipe

上面我们创建了一个有名管道npipe，我们可以看到有名管道其实是一个文件，文件类型是“p”，管道类型。

我们在开启两个终端，分别为A和B。在A终端下将数据写入管道，在B终端下将数据读出来。

1[infor@s123 FIFO]$ ping10.4.123.124 >> npipe
2#会阻塞在这里，等待另一个进程读

在终端A下将ping的结果写入管道npipe，这里会一直阻塞到另一个进程将数据全部读出或中止读出。

1[infor@s123 FIFO]$ catnpipe
2PING 10.4.123.124 (10.4.123.124) 56(84) bytes of data.
364 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=0 ttl=128time=0.838 ms
464 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=1 ttl=128time=0.835 ms
564 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=2 ttl=128time=0.843 ms
664 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=3 ttl=128time=0.834 ms

在终端B下读取npipe。

使用C库函数mkfifo创建一个有名管道

1#include <sys/types.h>
2#include <sys/stat.h>
3/*
4函数说明：依参数pathname建立特殊的FIFO文件，该文件必须不存在，而参数mode为该文件的权限
5返回值：若成功则返回0，否则返回-1，错误原因存于errno中
6*/
7int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

对于创建方式，mkfifo隐含指定O_CREAT|O_EXCL，也即mkfifo创建一个新的FIFO，如果该FIFO已经存在，则会返回EEXIST错误。

对于参数mode可有如下选项：
S_IRUSR:当前用户可读
S_IWUSR:当前用户可写
S_IRGRP:组成员可读
S_IWGRP:组成员可写
S_IROTH:其他用户可读
S_IWOTH:其他用户可写

下面通过例子看下如何使用。

假如有这样一个案例。进程A执行完将执行结果写入管道，等待进程B将该结果读出。

01#include <stdio.h>
02#include <stdlib.h>
03#include <sys/types.h>
04#include <sys/stat.h>
05#include <unistd.h>
06#include <fcntl.h>
07#include <errno.h>
08 
09#define FIFO_NAME ("/tmp/fifo.1") // 设定FIFO的名字
10#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH) // 设定创建FIFO的权限
11 
12/*创建一个FIFO，等待另一个进程读取*/
13int main()
14{
15    intwritefd;
16    charstatus[] ="success";
17    size_tn = 0;
18 
19    // 创建FIFO
20    if(mkfifo(FIFO_NAME, FILE_MODE) < 0)
21    {
22        if(EEXIST ==errno)
23        {
24            printf("FIFO：%s已经存在，不能重新创建\r\n", FIFO_NAME);
25        }
26        else
27        {
28            perror("创建FIFO错误");
29            exit(1);
30        }
31    }
32 
33    // 打开FIFO
34    writefd = open(FIFO_NAME, O_WRONLY, 0);
35    if(-1 == writefd)
36    {
37        perror("打开FIFO失败");
38        unlink(FIFO_NAME);
39        exit(1);
40    }
41 
42    // 写入执行状态
43    n = write(writefd, status,strlen(status));
44    if(n !=strlen(status))
45    {
46        perror("写入FIFO失败");
47        unlink(FIFO_NAME);
48        exit(1);
49    }
50 
51    if(-1 == close(writefd))
52    {
53        perror("关闭FIFO失败");
54        unlink(FIFO_NAME);
55        exit(1);
56    }
57 
58    return0;
59}

编译并执行：

1[infor@s123 FIFO]$ gcc -o wnpipe wnpipe.c
2[infor@s123 FIFO]$ ./wnpipe
3#阻塞在这里等待另外一个进程读取FIFO

这里我们看一下/tmp/fifo.1 是否生成：

1[infor@s123 tmp]$ ls-l /tmp/fifo.1
2prw-r--r--  1 infor app 0 Nov 13 12:58 /tmp/fifo.1

我们看到FIFO文件已经生成。

01#include <stdio.h>
02#include <stdlib.h>
03#include <sys/types.h>
04#include <sys/stat.h>
05#include <unistd.h>
06#include <fcntl.h>
07#include <errno.h>
08 
09#define FIFO_NAME ("/tmp/fifo.1") // 设定FIFO的名字
10#define MAXLINE (1024)
11 
12/*读取FIFO内容*/
13int main()
14{
15    intreadfd;
16    charstatus[MAXLINE];
17    size_tn = 0;
18 
19    // 打开FIFO
20    readfd = open(FIFO_NAME, O_RDONLY, 0);
21    if(-1 == readfd)
22    {
23        perror("打开FIFO失败");
24        unlink(FIFO_NAME);
25        exit(1);
26    }
27 
28    // 读取FIFO
29    n = read(readfd, status, MAXLINE);
30    if(-1 == n)
31    {
32        perror("读取FIFO失败");
33        exit(1);
34    }
35 
36    printf("管道内容：%s\r\n", status);
37 
38    // 关闭FIFO
39    if(-1 == close(readfd))
40    {
41        perror("关闭FIFO失败");
42        unlink(FIFO_NAME);
43        exit(1);
44    }
45 
46    // 删除FIFO
47    unlink(FIFO_NAME);
48 
49    return0;
50}

编译并执行：

1[infor@s123 FIFO]$ gcc -o rnpipe rnpipe.c
2[infor@s123 FIFO]$ ./rnpipe 
3管道内容：success

这里我们再看一下/tmp/fifo.1 是否还存在：

1[infor@s123 tmp]$ ls-l /tmp/fifo.1

2ls: /tmp/fifo.1: No suchfileor directory