Linux程序間通信-命名管道

• 什麼是命名管道
• 建立命名管道
• 打開命名管道
• 向命名管道寫
• 從命名管道讀
• 示例

什麼是命名管道

匿名管道隻能用于父子關系的程序之間進行通信。命名管道是一種實際存在的FIFO檔案，稱作“管道檔案”，用于不同的程序間，命名管道程序間打開同一個FIFO檔案，進行通信。

建立命名管道

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

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

參數

• pathname: FIFO檔案的路徑
• mode: 檔案的權限

傳回值

• 成功：0
• 失敗：-1，errno

打開命名管道

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

int open(const char* pathname, int flags);
           

參數

• pathname: FIFO檔案的路徑
• flags:
  • O_RDONLY
  • O_WRONLY
  • O_NONBLOCK

傳回值

• 成功：檔案描述符
• 失敗：-1，errno

注意： 命名管道隻有在兩個程序中同時打開，并且是以一端隻讀，另一端隻寫的方式打開時，才能完成打開操作，不然會發生阻塞，直到兩端同時使用打開操作為止。

向命名管道寫

#include <unistd.h>

ssize_t write(int fd, void* buf, size_t count);
           

參數

• fd: 檔案描述符
• buf: 緩沖區
• count: 寫入的位元組數

傳回值

• 成功：寫入的位元組數
• 失敗：-1，errno

從命名管道讀

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void* buf, size_t count);
           

參數

• fd: 檔案描述符
• buf: 緩沖區
• count: 讀取的位元組數上限

傳回值

• 成功：讀取的位元組數
• 失敗：-1，errno

示例

//fifowrite.c
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    const char* fifo_name = "my_fifo";
    const char* fifo_name2 = "your_fifo";

    char buffer[PIPE_BUF + 1];
    char buffer2[PIPE_BUF + 1];

    if (access(fifo_name, F_OK) == -1)
    {
        int res = mkfifo(fifo_name, 0774);
        if (res != 0)
        {
            perror("Could not create fifo");
            exit(-1);
        }
    }

    if (access(fifo_name2, F_OK) == -1)
    {
        int res = mkfifo(fifo_name2, 0774);
        if (res != 0)
        {
            perror("Could not create fifo2");
            exit(-1);
        }
    }

    int pipe_fd = open(fifo_name, O_WRONLY);
    int pipe_fd2 = open(fifo_name2, O_RDONLY);
    
    if (pipe_fd == -1) 
    {
        perror("Open pipe failed.");
        exit(-1);
    }

    if (pipe_fd2 == -1) 
    {
        perror("Open pipe failed.");
        exit(-1);
    }

    int bytes_read = 0;
    while(1)
    {
        printf("$ ");fflush(stdout);
        bytes_read = read(0, buffer, PIPE_BUF);
        if (bytes_read > 0)
        {
            buffer[bytes_read] = '\0';
            int bytes_write = write(pipe_fd, buffer, bytes_read);
            if (bytes_write <= 0)
            {
                perror("Write to pipe failed.");
                close(pipe_fd);
                exit(-1);
            }
        }
        else
            break;
        
        bytes_read = read(pipe_fd2, buffer2, PIPE_BUF);
        if (bytes_read > 0)
        {
            buffer2[bytes_read] = '\0';
            write(1, buffer2, bytes_read);
        }
    }

    close(pipe_fd);
    close(pipe_fd2);

    return 0;
}
           

//fiforead.c
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    const char* fifo_name = "my_fifo";
    const char* fifo_name2 = "your_fifo";

    char buffer[PIPE_BUF + 1];

    int pipe_fd = open(fifo_name, O_RDONLY);
    int pipe_fd2 = open(fifo_name2, O_WRONLY);
    
    if (pipe_fd == -1) 
    {
        perror("Open pipe failed");
        exit(-1);
    }
    
    if (pipe_fd2 == -1) 
    {
        perror("Open pipe failed");
        exit(-1);
    }

    dup2(pipe_fd, 0);
    dup2(pipe_fd2, 1);
    dup2(pipe_fd2, 2);

    execl("/bin/sh", (char*)NULL);

    close(pipe_fd);
    close(pipe_fd2);

    return 0;
}