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Linux进程间通信-命名管道深入理解

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继上篇文章分析了进程间通信管道的机制和特性,本文将从命名管道(FIFO)介绍进程间通信。

1、命名管道(FIFO)

管道应用的一个重大限制是它没有名字,只适合具有亲缘性质的进程之间通信。命名管道克服了这种限制,FIFO不同于管道之处在于它提供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(能够访问该路径的进程以及FIFO的创建进程之间),因此,通过FIFO不相关的进程也能交换数据

2、创建一个命名管道

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

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

3、操作命名管道

FIFO在文件系统中表现为一个文件,大部分的系统文件调用都可以用在FIFO上面,比如:read,open,write,close,unlink,stat等函数。但是seek等函数不能对FIFO调用。

可以调用open函数打开命名管道,但是有两点要注意
1)不能以O_RDWR模式打开命名管道FIFO文件,否则其行为是未定义的,管道是单向的,不能同时读写;
2)就是传递给open调用的是FIFO的路径名,而不是正常的文件

打开FIFO文件通常有四种方式
open(pathname, O_RDONLY);           //1只读、阻塞模式
open(pathname, O_RDONLY | O_NONBLOCK);    //2只读、非阻塞模式
open(pathname, O_WRONLY);          //3只写、阻塞模式
open(pathname, O_WRONLY | O_NONBLOCK);   //只写、非阻塞模式

注意阻塞模式open打开FIFO:
1)当以阻塞、只读模式打开FIFO文件时,将会阻塞,直到其他进程以写方式打开访问文件;
2)当以阻塞、只写模式打开FIFO文件时,将会阻塞,直到其他进程以读方式打开文件;
3)当以非阻塞方式(指定O_NONBLOCK)方式只读打开FIFO的时候,则立即返回。当只写open时,如果没有进程为读打开FIFO,则返回-1,其errno是ENXIO。

 4、阻塞式命名管道

Read进程代码如下:

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

int main(int argc, char* argv[])
{
    int ret = mkfifo(“my_fifo”,0777);
    if (ret == -1)
    {
        printf(“make fifo failed!n”);
        return 1;
    }

    char buf[256] = {0};
    int fd = open(“my_fifo”,O_RDONLY);
    read(fd,buf,256);
    printf(“%sn”,buf);
    close(fd);
    unlink(“my_fifo”);
    return 0;
}

Write进程代码如下:

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

int main(int argc, char* argv[])
{
    char *buf = “i am write processn”;
    int fd = open(“my_fifo”,O_WRONLY);
    write(fd,buf,strlen(buf));
    close(fd);
    return 0;
}

首先启动read进程,创建fifo,当前目录下会生出一个名字为“my_fifo”的文件,然后启动write进程,运行结果如下:

Linux进程间通信-命名管道深入理解

结论:当write进程没有以O_WRONLY模式open命名管道时,read进程在以O_RDONLY模式open命名管道的时候会阻塞。反过来也是这样。

5、非阻塞式命名管道

Read进程代码入下:

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

int main(int argc, char* argv[])
{
    int ret = mkfifo(“my_fifo”,0777);
    if (ret == -1)
    {
        printf(“make fifo failed!n”);
        return 1;
    }

    char buf[256] = {0};
    int fd = open(“my_fifo”,O_RDONLY | O_NONBLOCK);
   // sleep(5);  
    read(fd,buf,256);
    printf(“%sn”,buf);
    close(fd);
    unlink(“my_fifo”);
    return 0;
}

Write进程代码如下:

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

int main(int argc, char* argv[])
{
    char *buf = “i am write processn”;
    int fd = open(“my_fifo”,O_WRONLY | O_NONBLOCK);
    write(fd,buf,strlen(buf));
    close(fd);
    return 0;
}

直接启动Read进程,open函数将不会阻塞,read函数读取到0个字节数据程序退出。

将sleep(5)的注释去掉,再次启动Read进程,马上启动Write进程,Read进程会读取到Write进程写入fifo的数据并打印,然后退出。

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

测试:flags=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FIFO没有被打开,返回-1。

一、进程间通信-管道 https://www.linuxidc.com/Linux/2018-04/151680.htm

二、进程间通信-命名管道 https://www.linuxidc.com/Linux/2018-04/151681.htm

三、进程间通信-消息队列 https://www.linuxidc.com/Linux/2018-04/151682.htm

四、进程间通信-共享内存 https://www.linuxidc.com/Linux/2018-04/151683.htm

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Linux进程间通信-命名管道深入理解


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建筑工地上施工员,闲暇时弄个博客打发时间,
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