Linux_ mkfifo 命名管道操作

管道的缺点
管道只能在具有“亲戚”关系的进程之间通信。
即仅当管道由某个进程创建之后，在该进程的所有子孙进程之间，可通过该管道来通信。

其他情况下的无此“亲戚”关系的进程不能使用管道通信。

解决办法：使用命名管道
什么是命名管道？
命名管道是一种特殊的文件，
命名管道以普通文件的形式（在文件系统中有一个确定的路径和文件名）存在。
任意进程只要使用该文件就能通信。

注意：无名管道（即管道），是通过文件描述符的形式使用。
命名管道，是通过该命令管道文件的“文件名”来使用。
命名管道的创建
1) 使用mkfifo
用法： man 3 mkfifo
原型： int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
参数： mode，类似于open的第三个参数，表示该管道的访问权限。
pathname, 表示该命名管道的绝对路径。
返回值：成功，返回0
失败，返回-1
实例： main1.c
```
          查看已创建的管道
           (1) ls -l  /tmp/myfifo
                第一个字符为p， 表示该文件是一个管道
           (2) ls -F /tmp/myfifo
                最后一个字符为|, 表示该文件是一个管道
```
2) 使用mknod
用法: man 2 mknod
原型：int mknod(const char *pathname, mode_t mode, dev_t dev);
参数：mode, 一定要含有 | S_IFIFO
注：该API能用来创建各种特殊文件。
dev, 取0
实例：main2.c
返回值：成功，返回0
失败，返回-1

命令管道的使用
1) 通过shell命令使用
假设已有命名管道“/tmp/fifo”,

(1) 从命名管道读数据，如果没有数据，则将被阻塞
# cat  /tmp/myfifo            

(2) 在另一个终端上，向该命名管道发送数据
# echo hello  > /tmp/myfifo

(3) 第(1)中的终端，将读取到数据。

2) 通过open使用命名管道
(1) open命名管道与open普通文件之间的区别：

      区别1：
     open命名管道时，不能以O_RDWR方式打开，只能以只读或只写方式打开。
                              因为命名管道是单向的。
                              如果以读写方式打开，结果将不可预期。

                             如果要使用命名管道进行双向数据传输，只能：
                              a) 创建两个命名管道，分别以不同方向打开。
                              b) 只创建一个命名管道，
                                   先使用一个方向进行open，传递数据之后，再关闭。
                                   然后再用反方向方式打开，进行反方向传输。

   区别2：
   open命名管道时，O_NONBLOCK的意义与普通文件不同。


     区别3：
     open命名管道时，具有同步作用

(2) open命名管道的合法方式：
     a) 只读阻塞式open
         open(MYFIFO,  O_RDONLY);
         效果：open操作将被阻塞，直到其他进程以写方式打开该FIFO

      b) 只写阻塞式open
          write(MYFIFO,  O_WRONLY);
          效果：open操作将被阻塞，直到其他进程以读方式打开该FIFO

      c) 只读非阻塞式open
          open(MYFIFO,  O_RDONLY | O_NONBLOCK);
          效果：马上成功返回，无论其他进程是否以写方式打开该FIFO

      d) 只写非阻塞式open
          open(MYFIFO,  O_WRONLY | O_NONBLOCK);
          效果：马上返回，无论其他进程是否以读方式打开该FIFO
                   如果其他进程没有以读方式打开该FIFO， 则返回-1，该FIFO打开失败。
                    如果其他进程已经以读方式打开该FIFO， 则返回一个文件描述符，打开成功。

     注意：对于FIFO, O_NONBLOCK对于只读和只写有不同的意义！
              对于普通文件，O_NONBLOCK对于读和写的含义相同。

多进程使用FIFO时的常用组合方式
多进程在打开FIFO时，能够获得“同步”。

1) 进程A以只读阻塞式打开FIFO
进程B以只写阻塞式打开FIFO
最常用。

2) 进程A以只读非阻塞式打开FIFO
进程B以只写阻塞式打开FIFO

3) 其他组合方式，不常用。

实例：main3_r.c
main3_w.c
在不同终端上运行。

命名管道的读写
1）读命名管道
如果FIFO是以阻塞式打开的（即没有使用O_NONBLOCK)
read时，如果当前该FIFO中没有数据，则阻塞read, 直到FIFO中被写入数据。
如果当前该FIFO中有数据，则读取数据后返回。
```
 如果FIFO是以非阻塞式打开的（即使用O_NONBLOCK)
       read时，如果当前该FIFO中没有数据，则马上返回0。
                    如果当前该FIFO中有数据，则读取数据后返回。

 如果关闭了FIFO的写端文件描述符，则read直接返回0（无论是否是阻塞式read）
 该特性和两端口的管道相同。
```
2) 写命名管道
如果FIFO是以阻塞式打开的（即没有使用O_NONBLOCK)
write时，如果当前该FIFO不能再写入数据时，则阻塞write, 直到FIFO可被写入数据。
如果当前该FIFO还能写入数据，则写数据后返回。
```
       注：该方式下，如果要写入的数据长度 <= PIPE_BUF, 则要么全部写入，要么都不写入。


 如果FIFO是以非阻塞式打开的（即使用O_NONBLOCK)
       write时候，如果该FIFO当前还能容纳要写入的全部数据，则写入全部数据后返回。
                       如果该FIFO当前已不能容纳要写入的全部数据，则
                              如果要写入的数据长度 > PIPE_BUF ,    则写入部分数据，然后返回。
                                                                                     返回值为实际写入的字节数，也可能返回0
                              如果要写入的数据长度 <= PIPE_BUF ,  则不写入任何数据，然后返回。

 如果关闭了FIFO的读端文件描述符，则write可能产生异常，而直接终止程序
```
3) 写FIFO时的“原子性”
如果写操作都是阻塞式的，而且每次要写入的数据长度 <= PIPE_BUF,
那么，各进程的对该FIFO的写操作不会”交错”, 即都是原子性的。

其他情况，可能发生“交错”。

所以，每次要写入的字节数最好设置为PIPE_BUF。
注意：PIPE_BUF在limits.h中定义
1. 使用命名管道实现IPC
  注意：使用FIFO，进行进程间通信时存在“两级”同步：
  打开时，同步。
  读写时，同步。
  
  实例：main4.c
  进程A向进程B传送10M数据。
  并测试进程B读取10M数据所耗时间。
  
  练习：main5.c
  进程A循环等待用户输入，
  用户每输入一个单词后，就把该单词用管道发送给进程B，
  直到用户输入exit。
  
  进程B每收到一个单词后，就统计该单词的长度并打印输出
  直到进程A结束输入。
使用命令管道来创建服务器和客户端
代码：
版本1：客户端关闭时，服务器不关闭
day5/server_client/
版本2：客户端关闭时，服务器也关闭。
day5/server.c
day5/client.c

posted @ 2016-03-31 22:32 夜色下的港湾 Views(541) Comments(0) Edit 收藏举报

刷新页面返回顶部

夜色下的港湾

Linux_ mkfifo 命名管道 操作

公告

Linux_ mkfifo 命名管道操作