进程间通信之FIFO

管道使用起来很方便，但是没有名字，因此只能用于具有亲缘关系的进程之间进行通信，而有名管道就克服了这一点，FIFO管道提供了一个路径名与之相对应，即使进程不是亲缘进程，只要能访问到该路径就能使用FIFO进行通信。

有名管道的创建：

1. #include <sys/types.h>

2. #include <sys/stat.h>

3. int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

第一个参数是创建的FIFO的路径名字，如果存在该路径，那么会返回EEXIT错误。

第二个参数和打开普通文件的open函数的mode参数一样。

 

一般文件的IO函数都可以用于FIFO，有名管道和管道相比，其多了一个打开的操作，使用open函数打开已经创建的FIFO。

 

如果当前操作是为读而打开FIFO，那么必须保证此时有一个进程为写而打开改FIFO，否则会阻塞的等待有一个进程为写而打开该FIFO。

如果当前操作是为写而打开FIFO，那么必须保证此时有一个进程为读而打开该FIFO，否则会阻塞的等待有一个进程为读而打开该FIFO。

 

从FIFO中读数据：

约定：

    如果一个进程为了从FIFO中读取数据而阻塞打开FIFO，那么称该进程内的读操作为设置了阻塞标记的读操作。

    如果没有进程写打开FIFO，且当前FIFO内没有数据，则对于设置了阻塞标记的读操作来说，将一直阻塞。对于没有设置阻塞标记读操作来说则返回-1，当前errno值为EAGAIN，提醒以后操作。

    对于设置了阻塞标记的读操作来说，造成阻塞的原因有两种：当前FIFO内没有数据，但是其他进程在读这些数据；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，不论写入数据的大小，也不论读操作请求多少数据量。

    读打开的阻塞标记只对本进程第一个读操作施加作用，如果本进程内有多个读操作序列，则在第一个读操作被唤醒并完成读操作后，其他将要执行的读操作将不再阻塞，即使在执行读操作时，FIFO中没有数据也一样，此时读操作返回0.

    如果没有进程写打开FIFO，则设置了阻塞标记的读操作会一直阻塞。

    注：如果FIFO中有数据，则设置了阻塞标记的读操作不会因为FIFO中的字节数小于请求读的字节数而阻塞，此时，读操作返回FIFO中实际拥有的数据。

向FIFO中写入数据：

约定：

    如果一个进程为了向FIFO中写入数据而阻塞打开FIFO，那么称该进程内的写操作为设置了阻塞标记的写操作。

    对于设置了阻塞标记的写操作：

    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缓冲区以有空闲区域，写进程就会试图向FIFO写数据，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记的写操作：

    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的请求写入的字节数，写完后返回；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，提醒以后再写。

 

下面是创建FIFO、向FIFO中写数据、从FIFO中读数据的实例：

创建FIFO：

    

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h> int main(int argc, char **argv){  mode_t mode = 0666;   if (argc != 2)  {    printf("Usages:create_fifo <fifoname>\n");    _exit(1);  }   if ((mkfifo(argv[1], mode)) < 0)  {    printf("failed to mkfifo!\n");    _exit(1);  }  else  {    printf("you successfully create a FIFO name is: %s\n",argv[1]);    _exit(1);  }  return 0;}

    

向FIFO写数据：

    

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <limits.h>#include <fcntl.h>#include <time.h> #define BUFSZ PIPE_BUF int main(void){  int fd = 0;  int n = 0;  int i = 0;  char buf[BUFSZ];  time_t tp;   printf("i am %d\n",getpid());   if ((fd = open("fifo1", O_WRONLY)) < 0)  {    printf("open fifo failed!\n");    _exit(1);  }   for(i=0; i<10; i++)  {    time(&tp);     n = sprintf(buf, "write_fifo %d sneds %s", getpid(), ctime(&tp));    printf("send msg :%s\n", buf);    if((write(fd, buf, n+1)) < 0)    {      printf("write failed!\n");      close(fd);      _exit(1);    }    usleep(3000*1000);  }  close(fd);  return 1;}

写数据程序编译后运行，由于设置阻塞标记的写操作，所以，在没有以读操作而打开FIFO的进程时，写操作一直阻塞，直到有以读操作而打开的FIFO的进程。

 

从FIFO中读数据：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <limits.h> #define BUFSZ PIPE_BUF int main(void){  int fd = 0;  int len = 0;  char buf[BUFSZ];   mode_t mode = 0666;   if ((fd = open("fifo1", O_RDONLY)) < 0)  {    printf("open fifo failed!\n");    _exit(1);  }     while((len = read(fd, buf, BUFSZ)) > 0)  {    printf("read_fifo read:%s", buf);  }   close(fd);  exit(0);}

 

当有读操作打开FIFO进程时，写操作进程开始往FIFO中写数据，读进程开始读数据。