管道通信——FIFO的代码实现

一、用到的函数

umask

        linux中的 umask 函数主要用于：在创建新文件或目录时 屏蔽掉新文件或目录不应有的访问允许权限。

        文件的访问允许权限共有9种，分别是：r w x r w x r w x（它们分别代表：用户读 用户写 用户执行 组读 组写 组执行 其它读 其它写 其它执行）

        其实这个函数的作用，就是设置允许当前进程创建文件或者目录最大可操作的权限，比如这里设置为0，它的意思就是0取反再创建文件时权限相与，也就是：(~0) &            mode 等于八进制的值0777 & mode了，这样就是给后面的代码调用函数mkdir给出最大的权限，避免了创建目录或文件的权限不确定性

第一位代表了一项特别的安全特性，叫作粘着位（sticky bit），后面的3位表示文件或目录对应的umask八进制值。要理解umask是怎么工作的，得先理解八进制模式的安全性设置。

八进制模式的安全性设置先获取这3个rwx权限的值，然后将其转换成3位二进制值，用一个八进制值来表示。在这个二进制表示中，每个位置代表一个二进制位。因此，如果读权限是唯一置位的权限，权限值就是r--，转换成二进制值就是100，代表的八进制值是4。下表列出了可

能会遇到的组合。

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_32767041/article/details/81191866

 

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S_IFIFO|0666 

        S_IFIFO|0666指明创建有名管道且存取权限为0666，即创建者/其同组用户/其他用户均可读可写

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mknod(FIFO_FILE,S_IFIFO|0666,0);

函数mknod参数中path为创建的命名管道的全路径名：mod为创建的命名管道的模式，指明其存取权限；dev为设备值，该值取决于⽂件创建的种类，它只在创建设备⽂件时才会⽤到。这个函数调⽤成功都返回0，失败返回－1

https://www.oschina.net/question/189696_32750?sort=default

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perror

        C 库函数 void perror(const char *str) 把一个描述性错误消息输出到标准错误 stderr。首先输出字符串         str，后跟一个冒号，然后是一个空格

        str -- 这是 C 字符串，包含了一个自定义消息，将显示在原本的错误消息之前

        该函数不返回任何值

https://www.runoob.com/cprogramming/c-function-perror.html

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exit是一个函数，进程退出时会有一个值，exit函数的参数就是指明进程退出的返回值，操作系统根据这个值来判断是否是正常退出。比如说：

exit(1)是异常退出,比如你的代码在出现不应该出现的分枝,要求终止程序的时候就用exit(1)

exit(0)是正常退出,就是你认为代码一切正常的时候的退出

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open

open函数属于Linux中系统IO，用于“打开”文件，代码打开一个文件意味着获得了这个文件的访问句柄。

int fd = open（参数1，参数2，参数3）；

int fd = open（const char *pathname,int flags,mode_t mode）;

1.句柄（file descriptor 简称fd）

首先每个文件都属于自己的句柄，例如标准输入是0，标准输出是1，标准出错是2。

每打开一个文件就会返回句柄来操作这个文件，一般是从3开始，然后4,5,6一直下去。

close（fd）之后句柄就返回给系统，例如打开一个文件后fd是3，close之后再打开另外一个文件也还是3，但代表的文件不一样了。

2.使用open前需要先包含头文件

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

3.参数1（pathname）

即将要打开的文件路径,例如：“a.txt”当前目录下的a.txt文件

4.参数2（flags）

flags分为两类：主类，副类

主类：O_RDONLY 以只读方式打开   /   O_WRONLY 以只写方式打开   /O_RDWR 以可读可写方式打开

三这是互斥的

副类:

O_CREAT 如果文件不存在则创建该文件

O_EXCL 如果使用O_CREAT选项且文件存在，则返回错误消息

O_NOCTTY 如果文件为终端，那么终端不可以调用open系统调用的那个进程的控制终端

O_TRUNC 如果文件已经存在泽删除文件中原有数据

O_APPEND 以追加的方式打开

主副可以配合使用，例如:O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC

5.参数3（mode）

mode：如果文件被新建，指定其权限未mode

mode是八进制权限码，0777表示文件所有者   该文件用户组     其他用户都有可读可写可执行权限

https://blog.csdn.net/boyemachao/article/details/91820647

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ssize_t

        ssize_t是有符号整型，在32位机器上等同与int，在64位机器上等同与long int

https://blog.csdn.net/lplp90908/article/details/50405899

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read()

函数定义：ssize_t read(int fd, void * buf, size_t count);

函数说明：read()会把参数fd所指的文件传送count 个字节到buf 指针所指的内存中。

返回值：返回值为实际读取到的字节数, 如果返回0, 表示已到达文件尾或是无可读取的数据。若参数count 为0, 则read()不会有作用并返回0。

注意：read时fd中的数据如果小于要读取的数据，就会引起阻塞。

https://blog.csdn.net/boiled_water123/article/details/81951351

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fflush

在使用多个输出函数连续进行多次输出时，有可能发现输出错误。因为下一个数据在上一个数据还没输出完毕，还在输出缓冲区中时，下一个printf就把另一个数据加入输出缓冲区，结果冲掉了原来的数据，出现输出错误。 在 printf（）；后加上fflush(stdout); 强制马上输出，避免错误

https://blog.csdn.net/ybcrazy/article/details/80536975

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close (fd)

每打开一个文件就会返回句柄来操作这个文件，一般是从3开始，然后4,5,6一直下去。

close（fd）之后句柄就返回给系统，例如打开一个文件后fd是3，close之后再打开另外一个文件也还是3，但代表的文件不一样了

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write()

函数定义：ssize_t write (int fd, const void * buf, size_t count);

函数说明：write()会把参数buf所指的内存写入count个字节到参数放到所指的文件内。

返回值：如果顺利write()会返回实际写入的字节数。当有错误发生时则返回-1，错误代码存入errno中

https://blog.csdn.net/boiled_water123/article/details/81951351

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二、代码实现

read端代码

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<errno.h>
#define PATH "./fifo"
#define SIZE 128
int main()
{
umask(0);
if (mkfifo (PATH,0666|S_IFIFO) == -1)
{
perror ("mkefifo error");
exit(0);
}
int fd = open (PATH,O_RDONLY);
if (fd<0)
{
  printf("open fd is error\n");
  return 0;
}
  
char Buf[SIZE];
while(1){
ssize_t s = read(fd,Buf,sizeof(Buf));
if (s<0)
{
  perror("read error");
  exit(1);
}
else if (s == 0)
{
  printf("client quit! i shoud quit!\n");
  break;
}
else
{
  Buf[s] = '\0';
  printf("client# %s ",Buf);
  fflush(stdout);
}
}
close (fd);
return 3;
}

 

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write端代码

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<fcntl.h>
  
#define PATH "./fifo"
#define SIZE 128
int main()
{
int fd = open(PATH,O_WRONLY);
if (fd < 0)
{
  perror("open error");
  exit(0);
}
  
char Buf[SIZE];
while(1)
{
  printf("please Enter#:");
  fflush(stdout);
  ssize_t s = read(0,Buf,sizeof(Buf));
  if (s<0)
  {
   perror("read is failed");
   exit(1);
  }
  else if(s==0)
  {
   printf("read is closed!");
   return 1;
  }
  else{
   Buf[s]= '\0';
   write(fd,Buf,strlen(Buf));
  }
}
return 0;
}

三、实例展示

write端

read端

四、存在的问题

数据溢出了怎么办？

当这种情况发生时，随后对管道的write()调用将默认地被阻塞，等待某些数据被读取，以便腾出足够的空间供write()调用写。

这个过程用到了fflush函数。

在 printf（）；后加上fflush(stdout); 强制马上输出，避免错误