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Linux系统编程之进程间通信方式:命名管道(一)

原创 IT职场 作者:千锋教育官方 时间:2019-09-12 15:12:21 0 删除 编辑

   命名管道的概述


  无名管道,由于没有名字,只能用于亲缘关系的进程间通信(更多详情,请看《无名管道》)。为了克服这个缺点,提出了命名管道(FIFO),也叫有名管道、FIFO文件。


  命名管道(FIFO)不同于无名管道之处在于它提供了一个路径名与之关联,以FIFO的文件形式存在于文件系统中,这样,即使与FIFO的创建进程不存在亲缘关系的进程,只要可以访问该路径,就能够彼此通过FIFO相互通信,因此,通过FIFO不相关的进程也能交换数据。


  命名管道(FIFO)和无名管道(pipe)有一些特点是相同的,不一样的地方在于:


  1、FIFO在文件系统中作为一个特殊的文件而存在,但FIFO中的内容却存放在内存中。


  2、当使用FIFO的进程退出后,FIFO文件将继续保存在文件系统中以便以后使用。


  3、FIFO有名字,不相关的进程可以通过打开命名管道进行通信。


  命名管道的创建


  所需头文件:


  #include<sys/types.h>


  #include<sys/stat.h>


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


  功能:命名管道的创建。


  参数:


  pathname:普通的路径名,也就是创建后FIFO的名字。


  mode:文件的权限,与打开普通文件的open()函数中的mode参数相同,相关说明请点此链接。


  返回值:


  成功:0


  失败:如果文件已经存在,则会出错且返回-1。


  示例代码如下:


  #include<stdio.h>


  #include<sys/types.h>


  #include<sys/stat.h>


  int main(int argc,char*argv[])


  {


  int ret;


  ret=mkfifo("my_fifo",0666);//创建命名管道


  if(ret!=0){//出错


  perror("mkfifo");


  }


  return 0;


  }


  运行结果如下:


  


  命名管道的默认操作


  后期的操作,把这个命名管道当做普通文件一样进行操作:open()、write()、read()、close()。但是,和无名管道一样,操作命名管道肯定要考虑默认情况下其阻塞特性。


  下面验证的是默认情况下的特点,即open()的时候没有指定非阻塞标志(O_NONBLOCK)。


  1)


  open()以只读方式打开FIFO时,要阻塞到某个进程为写而打开此FIFO


  open()以只写方式打开FIFO时,要阻塞到某个进程为读而打开此FIFO。


  简单一句话,只读等着只写,只写等着只读,只有两个都执行到,才会往下执行。


  只读端代码如下:


  #include<stdio.h>


  #include<string.h>


  #include<unistd.h>


  #include<sys/types.h>


  #include<sys/stat.h>


  #include<fcntl.h>


  int main(int argc,char*argv[])


  {


  int fd;


  int ret;


  ret=mkfifo("my_fifo",0666);


  if(ret!=0)


  {


  perror("mkfifo");


  }


  printf("before open\n");


  fd=open("my_fifo",O_RDONLY);//等着只写


  if(fd<0)


  {


  perror("open fifo");


  }


  printf("after open\n");


  return 0;


  }


  只写端代码如下


  #include<stdio.h>


  #include<string.h>


  #include<unistd.h>


  #include<sys/types.h>


  #include<sys/stat.h>


  #include<fcntl.h>


  int main(int argc,char*argv[])


  {


  int fd;


  int ret;


  ret=mkfifo("my_fifo",0666);


  if(ret!=0)


  {


  perror("mkfifo");


  }


  printf("before open\n");


  fd=open("my_fifo",O_WRONLY);//等着只读


  if(fd<0)


  {


  perror("open fifo");


  }


  printf("after open\n");


  return 0;


  }


  大家开启两个终端,分别编译以上代码,读端程序和写端程序各自运行,如下图,大家自行验证其特点,因为光看结果图是没有效果,大家需要分析其运行过程是如何变化。


  


  如果大家不想在open()的时候阻塞,我们可以以可读可写方式打开FIFO文件,这样open()函数就不会阻塞。


  //可读可写方式打开


  int fd=open("my_fifo",O_RDWR);


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