有名管道

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一、有名管道

1. 为何提出有名管道的说法，目的是为了克服无名管道的不足之处：

• 无名管道只能是用于具有亲缘关系的进程之间，这就限制了无名管道的使用范围。
• 有名管道可以使互不相关的两个进程互相通信，有名管道可以通过路径名来指出，并在文件系统课件

为了这种有名管道，Linux中专门设立了一个专门的特殊文件系统-管道文件，以FIFO的形式存在于文件系统中，这样，即使与FIFO的创建者不存在亲缘关系的进程，只要访问该路径，就能彼此通过FIFO相互通信，因此，通过FIFO不相关的进程也能交换数据，但在磁盘只是一个节点，而文件的数据只存在内存缓冲页面上，与普通管道一样。

2. 有名管道的创建

• 有名管道可以从命令行上创建，命令行方法是使用下面这个命令：

$ mkfifo myfifo

• 有名管道也可以从程序里创建，相关API有：

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

参数：

• 第一个参数是一个普通的路径名，也就是创建后FIFO名字。
• 第二个参数与打开普通文件的open函数中的mode参数相同(文件的读写权限)，如果mkfifo的一个参数是一个已经存在路径名时，会返回EEXIST错误，所以一般典型的调用代码会检查是否返回该错误，如果确实返回该错误，那么要调用打开FIFO的函数open就可以了。

3. FIFO的open函数打开规则：
O_RDONLY、O_WRONLY和O_NONBLOCK标志共有四种合法的组成方式：

• flags = O_RDONLY：open将会调用阻塞，除非有另外一个进程以写的方式打开用一个FIFO，否则一直等待。
• flags = O_WRONLY：open将会调用阻塞，除非有另外一个进程以读的方式打开同一个FIFO，否则一直等待。
• flags = O_RDONLY | O_NONBLOCK：如果此时没有其他进程以写的方式打开FIFO，此时open也会成功返回，此时FIOF被读打开，而不会返回错误。
• flag是= O_WRONLY | O_NONBLOCK：立即返回，如果此时没有其他进程以读的方式打开，open会失败打开，此时FIOF没有被打开，返回-1。

 

二、程序清单

1. 测试代码：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    int ret = mkfifo("myfifo", 0666);
    if (ret == -1) 
    {
        perror("mkfifo");
        exit(-1);
    }
    return 0;
}

输出结果：

---

2. 测试代码：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    if (access(argv[1], F_OK) != 0) {
        int ret = mkfifo(argv[1], 0666);
        if (ret == -1) {
            perror("mkfifo");
            exit(-1);
        }
    }
     return 0;
}

输出结果：

---

3. 测试代码：

程序1：

// writefifo.c
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    int fd, nwrite;
    char buf[1024] = "\0";
    if (access(argv[1], F_OK) != 0) {
        int ret = mkfifo(argv[1], 0666);
        if (ret == -1) {
            perror("mkfifo");
            exit(-1);
        }
    }
    fd = open(argv[1], O_WRONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }
    while (1) {
        fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
        buf[strlen(buf) - 1] = '\0';
        nwrite = write(fd, buf, strlen(buf));
        if (nwrite == -1) {
            perror("write error");
            return -1;
        }
        if (!strncmp(buf, "quit", 4))
            break;
             
    }
     return 0;
}

2. 程序2：

//readfifo.c
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
    int ret, fd, nread;
    char buf[1024] = "\0";
    if (access(argv[1], F_OK) != 0) {
        ret = mkfifo(argv[1], 0666);
        if (ret == -1) {
            perror("mkfifo");
            exit(-1);
        }
    }
    fd = open(argv[1], O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(-1);
    }
    while (1) {
        nread = read(fd, buf, sizeof(buf));
        if (nread == -1) {
            perror("read errro");
            exit(-1);
        }
        printf("read from fifo is %s\n", buf);
        if (!strncmp(buf, "quit", 4))
            break;
        memset(buf, '\0', sizeof(buf));
    }
    return 0;
}

 输出结果：

---

【题目】验证：flags = O_RDONLY | O_NONBLOCK：如果此时没有其他进程以写的方式打开FIFO，此时open也会成功返回，此时FIOF被读打开，而不会返回错误。

3. 测试代码：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
    int ret, fd, nread;
    char buf[1024] = "\0";
    if (access(argv[1], F_OK) != 0) {
        ret = mkfifo(argv[1], 0666);
        if (ret == -1) {
            perror("mkfifo");
            exit(-1);
        }
    }
    fd = open(argv[1], O_RDONLY | O_NONBLOCK);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(-1);
    }
      printf("open read fifo successfully\n");
    while (1) {
        nread = read(fd, buf, sizeof(buf));
        if (nread == -1) {
            perror("read errro");
            exit(-1);
        }
        printf("read from fifo is %s\n", buf);
        if (!strncmp(buf, "quit", 4))
            break;
        memset(buf, '\0', sizeof(buf));
    }
    return 0;
}

 输出结果：

 

---

【题目】验证：flag是= O_WRONLY | O_NONBLOCK：立即返回，如果此时没有其他进程以读的方式打开，open会失败打开，此时FIOF没有被打开，返回-1。

4. 测试代码：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    int fd, nwrite;
    char buf[1024] = "\0";
    if (access(argv[1], F_OK) != 0) {
        int ret = mkfifo(argv[1], 0666);
        if (ret == -1) {
            perror("mkfifo");
            exit(-1);
        }
    }
    fd = open(argv[1], O_WRONLY | O_NONBLOCK);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }
    printf("open write fifo successfully\n");
    while (1) {
        fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
        buf[strlen(buf) - 1] = '\0';
        nwrite = write(fd, buf, strlen(buf));
        if (nwrite == -1) {
            perror("write error");
            return -1;
        }
        if (!strncmp(buf, "quit", 4))
            break;
    }
    return 0;
}

 输出结果：