匿名管道應(yīng)用的一個重大限制是它沒有名字,因此,只能用于具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間通信,在有名管道(named pipe 或 FIFO)提出后,該限制得到了克服。FIFO 不同于管道之處在于它提供一個路徑名與之關(guān)聯(lián),以 FIFO 的文件形式存在于文件系統(tǒng)中。這樣,即使與 FIFO 的創(chuàng)建進(jìn)程不存在親緣關(guān)系的進(jìn)程,只要可以訪問該路徑,就能夠彼此通過 FIFO 相互通信
int mkfifo(const char * pathname, mode_t mode)
和普通文件創(chuàng)建一樣 pathname 為文件名稱,mode為權(quán)限
int close (int __fd);
1.當(dāng)最后一個讀進(jìn)程管道關(guān)閉時,寫進(jìn)程無論是阻塞還是非阻塞,都會將管道寫滿(如果能寫滿)并退出
2.當(dāng)最后一個寫進(jìn)程管道關(guān)閉時,向管道寫入一個結(jié)束標(biāo)識,當(dāng)讀進(jìn)程從管道讀到這個結(jié)束標(biāo)識時,如果是阻塞讀進(jìn)程將結(jié)束阻塞返回讀入數(shù)據(jù)個數(shù)為0.(對于未阻塞讀進(jìn)程如果管道內(nèi)沒有數(shù)據(jù)則返回-1,如果讀到結(jié)束標(biāo)識則返回讀入數(shù)據(jù)個數(shù)為0)
寫進(jìn)程
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<fcntl.h>
#include<limits.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<errno.h>
#define FIFO_NAME "/tmp/my_fifo"
#define BUF_SIZE 80000
intmain(int argc, char *argv[]) {
unlink(FIFO_NAME);
int pipe_fd;
int res;
char buf[BUF_SIZE];
memset(buf, 3, BUF_SIZE);
if (access(FIFO_NAME, F_OK) == -1) {
res = mkfifo(FIFO_NAME, 0766);
if (res != 0) {
fprintf(stderr, "不能創(chuàng)建管道文件 %s\n", FIFO_NAME);
exit(1);
}
}
printf("進(jìn)程 PID %d 打開管道 O_WRONLY\n", getpid());
pipe_fd = open(FIFO_NAME, O_WRONLY);
if (pipe_fd != -1) {
res = write(pipe_fd, buf, sizeof(buf));
printf("寫入數(shù)據(jù)的大小是%d \n", res);
close(pipe_fd);
sleep(1000);
} else
exit(1);
exit(1);
}
讀進(jìn)程
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<fcntl.h>
#include<limits.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#define FIFO_NAME "/tmp/my_fifo"
#define BUF_SIZE 20
intmain(int argc, char *argv[]) {
char buf[BUF_SIZE];
memset(buf, 0, BUF_SIZE);
int pipe_fd;
int res;
int bytes_read = 0;
printf("進(jìn)程 PID %d 打開管道 O_RDONLY\n", getpid());
pipe_fd = open(FIFO_NAME, O_RDONLY);
if (pipe_fd != -1) {
bytes_read = read(pipe_fd, buf, sizeof(buf));
printf("讀入數(shù)據(jù)的大小是%d \n", bytes_read);
sleep(10);
close(pipe_fd);
} else
exit(1);
exit(1);
}
控制臺信息
讀進(jìn)程:
進(jìn)程 PID 10930打開管道 O_RDONLY
讀入數(shù)據(jù)的大小是20
寫進(jìn)程:
進(jìn)程 PID 10918打開管道 O_WRONLY
(10S后輸出…..)
寫入數(shù)據(jù)的大小是65536
分析:當(dāng)讀進(jìn)程執(zhí)行到 close(pipe_fd);時,寫進(jìn)程一次性將數(shù)據(jù)寫滿緩沖區(qū)(65536)并退出。
寫進(jìn)程
#define FIFO_NAME "/tmp/my_fifo"
#define BUF_SIZE 80000
int main(int argc, char *argv[]) {
unlink(FIFO_NAME);
int pipe_fd;
int res;
char buf[BUF_SIZE];
memset(buf, 3, BUF_SIZE);
if (access(FIFO_NAME, F_OK) == -1) {
res = mkfifo(FIFO_NAME, 0766);
if (res != 0) {
fprintf(stderr, "不能創(chuàng)建管道文件 %s\n", FIFO_NAME);
exit(1);
}
}
printf("進(jìn)程 PID %d 打開管道 O_WRONLY\n", getpid());
pipe_fd = open(FIFO_NAME, O_WRONLY);
if (pipe_fd != -1) {
res = write(pipe_fd, buf, sizeof(buf));
printf("寫入數(shù)據(jù)的大小是%d \n", res);
sleep(10);
close(pipe_fd);
} else
exit(1);
exit(1);
}
讀進(jìn)程
#define FIFO_NAME "/tmp/my_fifo"
#define BUF_SIZE 4000
int main(int argc, char *argv[]) {
char buf[BUF_SIZE];
memset(buf, 0, BUF_SIZE);
int pipe_fd;
int bytes_read = 0;
printf("進(jìn)程 PID %d 打開管道 O_RDONLY\n", getpid());
pipe_fd = open(FIFO_NAME, O_RDONLY);
if (pipe_fd != -1) {
do {
bytes_read = read(pipe_fd, buf, sizeof(buf));
printf("讀入數(shù)據(jù)的大小是%d \n", bytes_read);
} while (bytes_read != 0);
close(pipe_fd);
} else
exit(1);
exit(1);
}
讀進(jìn)程
進(jìn)程 PID 12240打開管道 O_RDONLY
讀入數(shù)據(jù)的大小是4000.
……
(10S后)
讀入數(shù)據(jù)的大小是0
寫進(jìn)程
進(jìn)程 PID 12227打開管道 O_WRONLY
寫入數(shù)據(jù)的大小是80000
分析:
如果讀進(jìn)程為阻塞的,當(dāng)寫進(jìn)程關(guān)閉管道時,讀進(jìn)程收到寫進(jìn)程發(fā)來的結(jié)束符,讀進(jìn)程結(jié)束阻塞(此時bytes_read =0)
如果讀進(jìn)程為非阻塞的,首先將所有數(shù)據(jù)讀取出來,然后在讀進(jìn)程未收到寫進(jìn)程發(fā)來的結(jié)束符時,由于管道沒有數(shù)據(jù)讀進(jìn)程不會阻塞且返回-1,因?yàn)榇死?WHILE 退出條件是 bytes_read =0,因此在未讀到結(jié)束符之前返回值一直是-1,直到讀取到結(jié)束符才返回0
1.當(dāng)要寫入的數(shù)據(jù)量不大于 PIPE_BUF 時,linux 將保證寫入的原子性。如果此時管道空閑緩沖區(qū)不足以容納要寫入的字節(jié)數(shù),則進(jìn)入睡眠,直到當(dāng)緩沖區(qū)中能夠容納要寫入的字節(jié)數(shù)時,才開始進(jìn)行一次性寫操作。
2.當(dāng)要寫入的數(shù)據(jù)量大于 PIPE_BUF 時,linux 將不再保證寫入的原子性。FIFO 緩沖區(qū)一有空閑區(qū)域,寫進(jìn)程就會試圖向管道寫入數(shù)據(jù),寫操作在寫完所有請求寫的數(shù)據(jù)后返回。
3.當(dāng)要寫入的數(shù)據(jù)量大于 PIPE_BUF 時,linux 將不再保證寫入的原子性。在寫滿所有 FIFO 空閑緩沖區(qū)后,寫操作返回。
4.當(dāng)要寫入的數(shù)據(jù)量不大于 PIPE_BUF 時,linux 將保證寫入的原子性。如果當(dāng)前 FIFO 空閑緩沖區(qū)能夠容納請求寫入的字節(jié)數(shù),寫完后成功返回;如果當(dāng)前 FIFO 空閑緩沖區(qū)不能夠容納請求寫入的字節(jié)數(shù),則返回 EAGAIN 錯誤,提醒以后再寫
1.如果有進(jìn)程寫打開 FIFO,且當(dāng)前 FIFO 內(nèi)沒有數(shù)據(jù),將一直阻塞。
2.如果有進(jìn)程寫打開 FIFO,且當(dāng)前 FIFO 內(nèi)沒有數(shù)據(jù)。則返回-1,當(dāng)前 errno 值為 EAGAIN,提醒以后再試。
寫進(jìn)程
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<fcntl.h>
#include<limits.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include <errno.h>
#define FIFO_NAME "/tmp/my_fifo"
#define BUF_SIZE 88888
int main(int argc,char *argv[])
{
int pipe_fd;
int res;
char buf[BUF_SIZE];
memset(buf,3,BUF_SIZE);
if(access(FIFO_NAME,F_OK)==-1)
{
res=mkfifo(FIFO_NAME,0766);
if(res!=0)
{
fprintf(stderr,"不能創(chuàng)建管道文件 %s\n",FIFO_NAME);
exit(1);
}
}
printf("進(jìn)程 PID %d 打開管道 O_WRONLY\n",getpid());
pipe_fd=open(FIFO_NAME,O_WRONLY|O_TRUNC);//1
// pipe_fd=open(FIFO_NAME,O_WRONLY|O_TRUNC|O_NONBLOCK);//2
if(pipe_fd!=-1)
{
res=write(pipe_fd,buf,sizeof(buf));
printf("寫入數(shù)據(jù)的長度是%d \n",res);
close(pipe_fd);
}
else
exit(1);
exit(1);
}
讀進(jìn)程
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<fcntl.h>
#include<limits.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#define FIFO_NAME "/tmp/my_fifo"
#define BUF_SIZE 4000
int main(int argc, char *argv[]) {
int res;
if(access(FIFO_NAME,F_OK)==-1)
{
res=mkfifo(FIFO_NAME,0766);
if(res!=0)
{
fprintf(stderr,"不能創(chuàng)建管道文件 %s\n",FIFO_NAME);
exit(1);
}
}
char buf[BUF_SIZE];
memset(buf, 0, BUF_SIZE);
int pipe_fd;
int num=0;
int bytes_read = 0;
printf("進(jìn)程 PID %d 打開管道 O_RDONLY\n", getpid());
pipe_fd = open(FIFO_NAME, O_RDONLY);//3
//pipe_fd = open(FIFO_NAME, O_RDONLY|O_NONBLOCK);//4
if (pipe_fd != -1) {
do {
num++;
bytes_read = read(pipe_fd, buf, sizeof(buf));
printf("第%d次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是%d \n",num, bytes_read);
} while (bytes_read != 0);
close(pipe_fd);
} else
exit(1);
exit(1);
}
上面兩段代碼分別是管道的讀端進(jìn)程與寫端進(jìn)程。其中有4個注釋行。分別代表
可以分以下3種情況分析:
說明:寫端與讀端不能同時都不阻塞
控制臺輸出如下:
讀端進(jìn)程:
進(jìn)程 PID 5919打開管道 O_RDONLY
第1次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是-1
…………..
第5次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是4000
…………..
第26次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是4000
第27次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是888
第28次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是0
寫端進(jìn)程:
進(jìn)程 PID 5906打開管道 O_WRONLY
寫入數(shù)據(jù)的長度是88888
分析:讀端滿足讀端規(guī)則2,前面由于寫進(jìn)程還未開始寫入數(shù)據(jù)到管道因此返回-1
寫端滿足寫端規(guī)則2
執(zhí)行流程:先執(zhí)行讀端程序,在執(zhí)行寫端
控制臺輸出如下:
讀端進(jìn)程:
進(jìn)程 PID 6046打開管道 O_RDONLY
第1次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是4000
…………
第16次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是4000
第17次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是1536
第18次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是0
寫端進(jìn)程:
進(jìn)程 PID 6056打開管道 O_WRONLY
寫入數(shù)據(jù)的長度是65536
分析:讀端滿足讀端規(guī)則1,讀進(jìn)程在為讀取到管道數(shù)據(jù)時一直處于等待阻塞狀態(tài)
寫端滿足寫端規(guī)則3,寫端寫滿管道后推出,因此寫入數(shù)據(jù)長度是65535,而不是88888
控制臺輸出如下:
讀端進(jìn)程:
進(jìn)程 PID 8386打開管道 O_RDONLY
第1次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是4000
…………
第22次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是4000
第23次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是888
第24次讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的長度是0
寫端進(jìn)程:
進(jìn)程 PID 8373打開管道 O_WRONLY
寫入數(shù)據(jù)的長度是88888
分析:讀端滿足讀端規(guī)則1,讀進(jìn)程在為讀取到管道數(shù)據(jù)時一直處于等待阻塞狀態(tài)
寫端滿足寫端規(guī)則2