【Linux进程间通信】三、FIFO命名管道

FIFO命名管道

• • • 1. 什么是FIFO
    • 2. FIFO编程实战
    • 附：Makefile

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1. 什么是FIFO

FIFO命名管道，也叫有名管道，来区分管道pipe。管道pipe只能用于有血缘关系的进程间通信，但通过FIFO可以实现不相关的进程之间交换数据。FIFO是Linux基础文件类型中的一种，但是FIFO文件在磁盘上没有数据块，仅仅用来标识内核中的一条通道。各进程可以打开这个文件进行read/write操作，实际上是在读写内核通道，这样就实现了进程间通信。

创建FIFO的方式：

• 使用命令创建：mkfifo 管道名，可以理解为创建一个管道伪文件。
• 使用库函数创建：mkfifo()函数，并且一旦使用mkfifo()创建了一个FIFO，就可以使用open来打开它，常见的文件I/O函数都可用于FIFO。如：close、read、write、unlink等。

实际上，创建一个FIFO命名管道的时候，内核会为FIFO（伪）文件开辟一个缓冲区，操作FIFO文件就相当于操作这个缓冲区，以此来实现进程间的通信，这种通信实际上就是文件读写的操作来实现的。（可以把FIFO理解为一个文件，一个进程向该文件写数据，另一个进程从该文件中读书数据，前提是两个进程读写的是同一个FIFO文件才能实现通信）

2. FIFO编程实战

示例： 使用FIFO实现进程间通信

创建两个进程，一个进程向FIFO写数据，一个进程从FIFO读数据。

/************************************************************
  >File Name  : write_fifo.c
  >Author     : Mindtechnist
  >Company    : Mindtechnist
  >Create Time: 2022年05月21日 星期六 22时38分08秒
************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc < 2)
    {
        printf("not fount fifoname\n");
        return -1;
    }
    /*打开一个fifo文件*/
    int fd = open(argv[1], O_WRONLY);
    /*写FIFO文件*/
    char buf[256];
    int count = 1;
    while(1)
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        /*循环写入*/
        sprintf(buf, "count %04d", count++);
        /*写入FIFO*/
        write(fd, buf, strlen(buf));
        sleep(1);
    }
    close(fd);
    return 0;
}

/************************************************************
  >File Name  : read_fifo.c
  >Author     : Mindtechnist
  >Company    : Mindtechnist
  >Create Time: 2022年05月22日 星期日 09时54分37秒
************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc < 2)
    {
        printf("not found fifoname\n");
        return -1;
    }
    int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
    char buf[256] = {0};
    int ret;
    while(1)
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        ret = read(fd, buf, sizeof(buf));
        if(ret > 0)
        {
            printf("read buf: %s\n", buf);
        }
    }
    close(fd);
    return 0;
}

编译两个程序生成可执行文件，并使用命令mkfifo创建一个FIFO

测试的时候，我们在SecureCRT中克隆一个会话（相当于在Linux中打开两个shell终端），一个运行写进程，一个运行读进程。要注意的是，应该先运行写进程再运行读进程。

同时我们也可以打开多个进程去读写这同一个FIFO缓冲区，当多个进程去读的时候，被读进程1读走的数据就不会再被进程2读取了，比如说下面图中所示，这个进程读到的是36 38 40，而另一个进程读到的是37 39 41。（也可以开启多个写进程去写，读者可自行测试）

我们在读写FIFO的时候都使用了open()函数，使用open函数的时候有一个注意事项，使用open打开FIFO文件的时候，read端会阻塞等待write端open打开文件，直到write进程也使用open打开FIFO的时候，read进程中的open才会返回，反过来也是一样。我们可以在open函数的前后分别打印一句话来测试，只有读端写端都open了FIFO，第二个printf()语句才能打印。实际上只要有一个write和一个read打开了FIFO，就可以，不管是同一个进程还是多个进程。

printf("hello open...\n");
int fd = open(argv[1], O_WRONLY);
printf("bye open...\n");

附：Makefile

通过一个makefile编译多个程序

.PHONY:all clean
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -g
EXE=write_fifo read_fifo

all:$(EXE)

%.o:%.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

clean:
	-@rm -f *.o $(EXE)

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