linux 进程间通信-有名管道（FIFO）
有名管道（FIFO）
命名管道也被称为FIFO文件，是一种特殊的文件。由于linux所有的事物都可以被视为文件，所以对命名管道的使用也就变得与文件操作非常统一。
（1）创建命名管道
用如下两个函数中的其中一个，可以创建命名管道。
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> int mkfifo(const char *filename, mode_t mode); int mknod(const char *filename, mode_t mode | S_IFIFO, (dev_t)0);
filname是指文件名，而mode是指定文件的读写权限。mknod是比较老的函数，而使用mkfifo函数更加简单和规范，所以建议用mkfifo。
open(const char *path, O_RDONLY);//1 open(const char *path, O_RDONLY | O_NONBLOCK);//2 open(const char *path, O_WRONLY);//3 open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);//4
（2）打开命名管道
和打开其他文件一样，可以用open来打开。通常有四种方法：
有两点要注意:
1、就是程序不能以O_RDWR(读写)模式打开FIFO文件进行读写操作，而其行为也未明确定义，因为如一个管道以读/写方式打开，进程就会读回自己的输出，同时我们通常使用FIFO只是为了单向的数据传递。
2、就是传递给open调用的是FIFO的路径名，而不是正常的文件。（如：const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo"; ）
3、第二个参数中的选项O_NONBLOCK，选项O_NONBLOCK表示非阻塞，加上这个选项后，表示open调用是非阻塞的，如果没有这个选项，则表示open调用是阻塞的。
（3）阻塞问题
对于以只读方式（O_RDONLY）打开的FIFO文件，如果open调用是阻塞的（即第二个参数为O_RDONLY），除非有一个进程以写方式打开同一个FIFO，否则它不会返回；如果open调用是非阻塞的的（即第二个参数为O_RDONLY | O_NONBLOCK），则即使没有其他进程以写方式打开同一个FIFO文件，open调用将成功并立即返回。
对于以只写方式（O_WRONLY）打开的FIFO文件，如果open调用是阻塞的（即第二个参数为O_WRONLY），open调用将被阻塞，直到有一个进程以只读方式打开同一个FIFO文件为止；如果open调用是非阻塞的（即第二个参数为O_WRONLY | O_NONBLOCK），open总会立即返回，但如果没有其他进程以只读方式打开同一个FIFO文件，open调用将返回-1，并且FIFO也不会被打开。
（4）使用FIFO实现进程间的通信
管道的写入端从一个文件读出数据，然后写入写管道。管道的读取端从管道读出后写到文件中。
写入端代码：fifowrite.c
#include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <limits.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo"; int pipe_fd = -1; int data_fd = -1; int res = 0; const int open_mode = O_WRONLY; int bytes_sent = 0; char buffer[PIPE_BUF + 1]; int bytes_read = 0; if(access(fifo_name, F_OK) == -1) { printf ("Create the fifo pipe.\n"); res = mkfifo(fifo_name, 0777); if(res != 0) { fprintf(stderr, "Could not create fifo %s\n", fifo_name); exit(EXIT_FAILURE); } } printf("Process %d opening FIFO O_WRONLY\n", getpid()); pipe_fd = open(fifo_name, open_mode); printf("Process %d result %d\n", getpid(), pipe_fd); if(pipe_fd != -1) { bytes_read = 0; data_fd = open("Data.txt", O_RDONLY); if (data_fd == -1) { close(pipe_fd); fprintf (stderr, "Open file[Data.txt] failed\n"); return -1; } bytes_read = read(data_fd, buffer, PIPE_BUF); buffer[bytes_read] = ‘\0‘; while(bytes_read > 0) { res = write(pipe_fd, buffer, bytes_read); if(res == -1) { fprintf(stderr, "Write error on pipe\n"); exit(EXIT_FAILURE); } bytes_sent += res; bytes_read = read(data_fd, buffer, PIPE_BUF); buffer[bytes_read] = ‘\0‘; } close(pipe_fd); close(data_fd); } else exit(EXIT_FAILURE); printf("Process %d finished\n", getpid()); exit(EXIT_SUCCESS); }
管道读取端： fiforead.c
#include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <limits.h> #include <string.h> int main() { const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo"; int pipe_fd = -1; int data_fd = -1; int res = 0; int open_mode = O_RDONLY; char buffer[PIPE_BUF + 1]; int bytes_read = 0; int bytes_write = 0; memset(buffer, ‘\0‘, sizeof(buffer)); printf("Process %d opening FIFO O_RDONLY\n", getpid()); pipe_fd = open(fifo_name, open_mode); data_fd = open("DataFormFIFO.txt", O_WRONLY|O_CREAT, 0644); if (data_fd == -1) { fprintf(stderr, "Open file[DataFormFIFO.txt] failed\n"); close(pipe_fd); return -1; } printf("Process %d result %d\n",getpid(), pipe_fd); if(pipe_fd != -1) { do { res = read(pipe_fd, buffer, PIPE_BUF); bytes_write = write(data_fd, buffer, res); bytes_read += res; }while(res > 0); close(pipe_fd); close(data_fd); } else exit(EXIT_FAILURE); printf("Process %d finished, %d bytes read\n", getpid(), bytes_read); exit(EXIT_SUCCESS); }
（5）命名管道的安全问题
有一种情况是：一个FIFO文件，有多个进程同时向同一个FIFO文件写数据，而只有一个读FIFO进程在同一个FIFO文件中读取数据时，会发生数据块的相互交错。不同进程向一个FIFO读进程发送数据是很普通的情况。这个问题的解决方法，就是让写操作的原子化。系统规定：在一个以O_WRONLY（即阻塞方式）打开的FIFO中， 如果写入的数据长度小于等待PIPE_BUF，那么或者写入全部字节，或者一个字节都不写入。如果所有的写请求都是发往一个阻塞的FIFO的，并且每个写记请求的数据长度小于等于PIPE_BUF字节，系统就可以确保数据决不会交错在一起。
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