命名管道(FIFO)

FIFO

FIFO Concept

管道的一个不足之处是没有名字,因此,只能用于具有亲缘关系的进程间通信,在命名管道(named pipe或FIFO)提出后,该限制得到了克服。

• FIFO不同于管道之处在于它提供一个路径名(pathname)与之关联,以FIFO的文件形式存储于文件系统中
• 命名管道是一个设备文件,因此,即使进程与创建FIFO的进程不存在亲缘关系,只要可以访问该路径,就能够通过FIFO相互通信
• FIFO(first input first output)总是按照先进先出的原则工作,第一个被写入的数据将首先从管道中读出
• 命名管道存储于硬盘,使用前要先打开(open())
• 命名管道也被称为FIFO文件,它是一种特殊类型的文件,它在文件系统中以文件名的形式存在,但是它的行为却和之前所讲的没有名字的管道(匿名管道)类似。

FIFO Create

• 在Shell下交互的创建一个命名管道
  
• 在程序中使用系统函数创建命名管道

//头文件 #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> //函数原型：int mknod(const char *pathname, mode_t mode, dev_t dev);int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);//建议尽量使用这个函数//两个函数的pathname和mode参数含义相同//pathname-->命名管道的全路径名//mode-->创建命名管道的模式，指定文件的读取权限//dev-->设备值，只在创建设备文件是才会用到//返回值：成功(0);失败(-1)

FIFO Using Process

• 创建FIFO(FIFO Create)

• 打开FIFO(open())

  O_RDWR(读写方式):不会导致阻塞
  O_RDONLY(只读方式):调用open()函数的进程将会被阻塞，直到有写方打开管道
  O_WRONLY(写方式):也会阻塞，直到有读方打开管道

• 使用FIFO(与管道基本相同)

//FIFO write#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>#include<unistd.h>#define PATHNAME "/home/wgb/code/FIFO/FIFO/file.tmp"//注意路径的设置#define MAX_SIZE 100int main(){    int ret = mkfifo(PATHNAME,S_IFIFO|0666);//创建管道    if(ret<0)    {        printf("mkfifo error\n");        printf("error num:%d error info:%s\n",ret,strerror(ret));        return -1;    }    int fd = open(PATHNAME,O_WRONLY);//打开管道    if(fd<0)    {        printf("open error\n");        printf("error num:%d error info:%s\n",fd,strerror(fd));        return -2;    }    char buf[MAX_SIZE];    memset(buf,'\0',sizeof(buf));    while(1)    {        scanf("%s",buf);        int ret = write(fd,buf,strlen(buf)+1);//写        if(ret<0)        {            printf("write error\n");            printf("error num:%d error info:%s\n",fd,strerror(fd));            break;        }        if(strncmp(buf,"exit",4)==0)//输入exit退出            break;    }    close(fd);    return 0;}

//FIFO read:#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>#include<unistd.h>#define PATHNAME "/home/wgb/code/FIFO/FIFO/file.tmp"#define MAX_SIZE 100int main(){    int fd = open(PATHNAME,O_RDONLY);//打开管道    if(fd<0)    {        printf("open error\n");        printf("error num:%d error info:%s\n",fd,strerror(fd));        return -2;    }    char buf[MAX_SIZE];    memset(buf,'\0',sizeof(buf));    while(1)    {        int ret = read(fd,buf,sizeof(buf));//读取        if(ret<0)        {            printf("open error\n");            printf("error num:%d error info:%s\n",fd,strerror(fd));            break;        }        printf("%s\n",buf);        if(strncmp(buf,"exit",4)==0)//退出            break;    }    close(fd);//打开就要关闭    return 0;}

总结

文件系统中的路径名是全局的,各进程都可以访问,因此可以用文件系统中的路径名来标识一个IPC通道。
由于Linux中所有的事物都可被视为文文件,所以对命名管道的使用也就变得与文件操作非常的统一,也使它的使用非常方便,同时我们也可以像平常的文件名一样在命令中使用。
mkfifo函数的作用用是在文文件系统中创建一一个文文件,该文文件用用于提供FIFO功能,即命名管道。
前边讲的那些管道都没有名字,因此它们被称为匿名管道,或简称管道。对文件系统来说,匿名管道是不可见的,它的作用仅限于在父进程和子进程两个进程间进行通信。而命名管道是一个可见的文件,因此,它可以用于任何两个进程之间的通信,不管这两个进程是不是父子进程,也不管这两个进程之间有没有关系。