52-有名管道

有名管道打破了无名管道的限制，进化出了一个实实在在的 FIFO 类型的文件。这意味着即使没有亲缘关系的进程也可以互相通信了。所以，只要不同的进程打开 FIFO 文件，往此文件读写数据，就可以达到通信的目的。

不过 FIFO 文件与我们最开始讲的本地文件通信还是有着本质的区别，它长着普通文件的脑袋，却有着无名管道的基因。

1. 创建 FIFO 类型文件

• 通过命令 mkfifo 创建

如：

$ mkfifo hello

• 通过函数 mkfifo(3) 创建

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

比如：

mkfifo("hello", 0664);

该函数返回 0 表示成功，-1 失败。

2. FIFO 文件的特性

2.1 查看文件属性

当使用 mkfifo 创建 hello 文件后，查看文件信息如下：

prw-rw-r-- 1 allen allen    0 1月   4 09:57 hello

某些版本的系统在 hello 文件后面还会跟着个 | 符号，像这样 hello|

2.2 使用 cat 命令打印 hello 文件内容

$ cat hello

接下来你的 cat 命令被阻塞住。

开启另一个终端，执行：

$ echo "hello world" > hello

然后你会看到被阻塞的 cat 又继续执行完毕，在屏幕打印 “hello world”。如果你反过来执行上面两个命令，会发现先执行的那个总是被阻塞。

2.3 fifo 文件特性

根据前面两个实验，可以总结：

• 文件属性前面标注的文件类型是 p，代表管道
• 文件大小是 0
• fifo 文件需要有读写两端，否则在打开 fifo 文件时会阻塞

当然了，如果在 open 的时候，使用了非阻塞方式，肯定是不会阻塞的。特别地，如果以非阻塞写的方式 open，同时没有进程为该文件以读的方式打开，会导致 open 返回错误(-1)，同时 errno 设置成 ENXIO.

3. 实例

下面有两个程序，分别是发送端 send 和接收端面 recv。程序 send 从标准输入接收字符，并发送到程序 recv，同时 recv 将接收到的字符打印到屏幕。

3.1 发送端

// send.c#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>int main() {  char buf[64];  int n = 0;  int fd = open("hello", O_WRONLY);  if (fd < 0) { perror("open fifo"); return -1;}  puts("has opend fifo");  while((n = read(STDIN_FILENO, buf, 64)) > 0) {    write(fd, buf, n);     if (buf[0] == 'q') break;  }  close(fd);  return 0;}

3.2 接收端

// recv.c#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>int main() {  char buf[64];  int n = 0;  int fd = open("hello", O_RDONLY);  if (fd < 0) { perror("open fifo"); return -1;}  puts("has opened fifo");  while((n = read(fd, buf, 64)) > 0) {    write(STDOUT_FILENO, buf, n);   }  if (n == 0) {    puts("remote closed");  }  else {    perror("read fifo");    return -1;   }  close(fd);  return 0;}

3.3 编译

$ gcc send.c -o send$ gcc recv.c -o recv

3.4 运行

$ ./send

因为 recv 端还没打开 hello 文件，这时候 send 是阻塞状态的。

再开启另一个终端：

$ ./recv

这时候 send 端和 recv 端都在终端显示has opend fifo

此时在 send 端输入数据，recv 打印。

图1 运行结果

4. 总结

• 掌握如果创建 fifo 文件
• 知道 fifo 文件的特性

练习：kill 发送端或者接收端任何一个进程，观察程序运行结果，并验证你的观点。