linux程序間通信-FIFO，讓你全方位了解

有名管道(FIFO)

有名管道也被稱為FIFO檔案，是一種特殊的檔案。由于linux所有的事物都可以被視為檔案，是以對有名管道的使用也就變得與檔案操作非常統一。

(1)建立有名管道

用如下兩個函數中的其中一個，可以建立有名管道。

#include

#include

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

filname是指檔案名，而mode是指定檔案的讀寫權限。

(2)打開有名管道

和打開其他檔案一樣，可以用open來打開。通常有四種方法：

open(const char *path, O_RDONLY);

open(const char *path, O_RDONLY | O_NONBLOCK);

open(const char *path, O_WRONLY);

open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);

有三點要注意:

1就是程式不能以O_RDWR(讀寫)模式打開FIFO檔案進行讀寫操作，而其行為也未明确定義，因為如一個管道以讀/寫方式打開，程序就會讀回自己的輸出，同時我們通常使用FIFO隻是為了單向的資料傳遞。

2就是傳遞給open調用的是FIFO的路徑名，而不是正常的檔案。(如：

const char *fifo_name = "/tmp/my_fifo";)

3第二個參數中的選項O_NONBLOCK，選項O_NONBLOCK表示非阻塞，加上這個選項後，表示open調用是非阻塞的，如果沒有這個選項，則表示open調用是阻塞的。

(3)阻塞問題

對于以隻讀方式(O_RDONLY)打開的FIFO檔案，如果open調用是阻塞的(即第二個參數為O_RDONLY)，除非有一個程序以寫方式打開同一個FIFO，否則它不會傳回;如果open調用是非阻塞的的(即第二個參數為O_RDONLY | O_NONBLOCK)，則即使沒有其他程序以寫方式打開同一個FIFO檔案，open調用将成功并立即傳回。

對于以隻寫方式(O_WRONLY)打開的FIFO檔案，如果open調用是阻塞的(即第二個參數為O_WRONLY)，open調用将被阻塞，直到有一個程序以隻讀方式打開同一個FIFO檔案為止;如果open調用是非阻塞的(即第二個參數為O_WRONLY | O_NONBLOCK)，open總會立即傳回，但如果沒有其他程序以隻讀方式打開同一個FIFO檔案，open調用将傳回-1，并且FIFO也不會被打開。

(4)使用FIFO實作程序間的通信

管道的寫入端從一個檔案讀出資料，然後寫入寫管道。管道的讀取端從管道讀出後寫到檔案中。

寫入端代碼：fifowrite.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

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);

}

管道讀取端： fiforead.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

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)有名管道的安全問題

有一種情況是：一個FIFO檔案，有多個程序同時向同一個FIFO檔案寫資料，而隻有一個讀FIFO程序在同一個FIFO檔案中讀取資料時，會發生資料塊的互相交錯。不同程序向一個FIFO讀程序發送資料是很普通的情況。這個問題的解決方法，就是讓寫操作的原子化。系統規定：在一個以O_WRONLY(即阻塞方式)打開的FIFO中， 如果寫入的資料長度小于等待PIPE_BUF，那麼或者寫入全部位元組，或者一個位元組都不寫入。如果所有的寫請求都是發往一個阻塞的FIFO的，并且每個寫記請求的資料長度小于等于PIPE_BUF位元組，系統就可以確定資料決不會交錯在一起。

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