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有名管道的用法
時間:2016-12-29作者:華清遠(yuǎn)見

有名管道又稱為FIFO,是進程間通信的一種方式。FIFO具有以下特點:

          1.全雙工的通信模式,數(shù)據(jù)先進先出;

          2.可以用于任意的進程之間,通過指定相同的管道文件進行通信;

          3.文件名存在文件系統(tǒng)中,而管道中的內(nèi)容存在于內(nèi)存中。可通過open、read、write對其操作;

使用FIFO的步驟如下:

一、創(chuàng)建/打開一個FIFO

FIFO是一種文件類型,在Linux系統(tǒng)中FIFO的類型用p表示。如下所示: 

-rwxr-xr-x 1 root root 7368 2008-10-29 09:05 create_fifo 
        -rw-r--r-- 1 root root 380 2008-10-29 09:05 create_fifo.c 
        prw-r--r-- 1 root root 0 2009-06-12 14:18 myfifo 
        -rwxr-xr-x 1 root root 8178 2008-10-29 08:58 read_fifo 
        -rw-r--r-- 1 root root 1185 2008-10-29 09:00 read_fifo.c 
        -rwxr-xr-x 1 root root 8333 2009-06-12 14:20 write_fifo 
        -rw-r--r-- 1 root root 1139 2009-06-12 14:19 write_fifo.c

可以看到,雖然FIFO文件存在于文件系統(tǒng)中(可供不同的進程打開),但FIFO中的內(nèi)容都存放在內(nèi)存中,所以文件大小始終為0。
由于FIFO不是普通文件,所以只能用文件IO來訪問。

#include <sys/stat.h> 
        int mkfifo(const char *path, mode_t mode);

函數(shù)mkfifo用于創(chuàng)建一個有名管道,參數(shù)path指定要創(chuàng)建的FIFO的路徑,mode為該管道文件的訪問權(quán)限,一般用八進制數(shù)表示。

#include <sys/stat.h> 
        #include <fcntl.h> 
        int open(const char *path, int oflag, ... );

函數(shù)open通過指定路徑打開一個文件,不同的進程可以調(diào)用open打開同一個FIFO進行通信。參考下面的代碼(相關(guān)頭文件省略)

#define BUF_SIZE 51 
        int main(int argc, char *argv[]) 
        { 
                  int fd;
                  ssize_t n;
                  char buf[BUF_SIZE];
                  if ( argc <2)
                  {
                           fprintf(stdout, “Usage: %s <fifo_path>\n”, argv[0]);
                           exit(1);
                  }
                  if ( mkfifo(argv[1], 0666) < 0 ) // 創(chuàng)建FIFO失敗
                  {
                           if (errno != EEXIST ) // 出錯原因不是因為管道已存在
                           {
                           fprintf(stderr, “mkfifo() failed %s\n”, strerror(errno));
                           exit(-1);
                           }
                  }
                  if ( (fd = open(argv[1], O_RDWR)) < 0 ) // 打開FIFO出錯
                  { // 注:< 優(yōu)先級要高于 =
                           fprintf(stderr, “open() failed %s\n”, strerror(errno));
                           exit(-1);
                  }
                   …
                   return 0;
        }

二、讀/寫FIFO

進程打開FIFO后,就可以根據(jù)open時指定的選項對其進行相應(yīng)的讀/寫操作(請參考o(jì)pen的幫助文檔中關(guān)于選項的說明)。

#include <unistd.h>
        ssize_t read(int fildes, void *buf, size_t nbyte);
        ssize_t write(int fildes, const void *buf, size_t nbyte);
        ……
        if ((n = read(fd, buf, BUF_SIZE)) < 0 )
        {
                    fprintf(stderr, “read() failed %s\n”, strerror(errno));
                    exit(-1);
        }
        else if ( n = = 0 )
        {
                    fprintf(stdout, “all write sides are closed…\n”); 
                    exit(-1);
        }
        else
        {
                    fprintf(stdout, “read %d bytes from FIFO : %s\n”, n, buf);
        }
        ……

對FIFO的寫操作,大家可以仿照上面的代碼。

后總結(jié)一下在使用FIFO時要注意的問題:

        1. 在用open打開FIFO時有可能會阻塞,原因就是當(dāng)前只有讀端或?qū)懚舜嬖。換句話說,如果程序在打開FIFO時指定了只讀方式/只寫方式,那么該進

程對于打開的FIFO來說就是一個讀端/寫端。如果指定的是讀寫方式,那么進程既是讀端又是寫端。

        2. 從FIFO中讀數(shù)據(jù)時(用read函數(shù)),如果沒有數(shù)據(jù),默認(rèn)是阻塞等待,直到有數(shù)據(jù)被寫入FIFO。如果read函數(shù)返回0,說明該FIFO所有的寫端都已關(guān)

閉,程序要做相應(yīng)的處理。

            向FIFO寫入數(shù)據(jù)時(使用write函數(shù)),如果FIFO有足夠空間,write函數(shù)會返回寫入的字節(jié)數(shù);如果空間不夠,write函數(shù)會阻塞,直到寫完為止。當(dāng)所

有的讀端都關(guān)閉時,再向FIFO寫數(shù)據(jù)會出錯。內(nèi)核會向?qū)戇M程發(fā)管道斷裂的信號(SIGPIPE), 從而終止該進程。處理的辦法有兩種:程序以讀寫方式打開

FIFO或是在程序中捕捉SIGPIPE信號,由用戶自行處理。

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