linux 之有名管道 （atom）

无名管道的缺点：只能在父子进程或者其它具有亲缘关系的进程间进行数据传输。
有名管道：可以在任意进程之间传输。

mkfifo() 函数

头文件

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

函数原型

filename就是有名管道的名字，mode表示rwx权限
int mkfifo(const char *filename,mode_t mode);

返回值：
成功：0
失败：-1

特点：

• 有文件名，可以使用open() 函数打开

• 可以实现任意进程间的数据传输

• write() 和 read() 可能会阻塞进程：空读 or 满写

• write()操作具有原子性。无名管道缓存只要由任意的空闲空间，那么write就可以往里面写；而有名管道在write之前会检查有名管道的空闲空间，确认空闲空间充足的情况下，才会去执行写操作，否则不会写。

使用步骤：

• 在第一个进程里面利用 mkfifo() 创建有名管道。
• open() 打开有名管道，write() / read() 数据。
• close() 有名管道。
• 第二个进程open() 有名管道，read() / write() 数据。
• close() 有名管道。

测试程序

注意不要自己手动创建管道文件！！！运行会发生异常！！！
让 fifo_read 进程 自己创建才能正常工作！！！

fifo_read.c

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

//有名管道文件名

#define 		MYFIFO		"./myfifo"
//4096，定义在 limits.h 中
#define		MAX_BUFFER_SIZE	PIPE_BUF

//参数为即将写入的字符串
int main(int argc,char **argv)
{
	char buf[MAX_BUFFER_SIZE];
	int fd;
	int nread;

	//判断有名管道是否存在,若不存在，则以相应的权限创建
	if(-1 == access(MYFIFO,F_OK))
	{
		if((mkfifo(MYFIFO,0666) < 0) && (errno != EEXIST))
		{
			printf("Can not create fifo file.\n");
			exit(0);
		}
	}
	//以只读方式打开有名管道
	fd = open(MYFIFO,O_RDONLY);
	if(-1 == fd)
	{
		printf("Open fifo file error.\n");
		exit(1);
	}
	//循环读取有名管道数据
	while(1)
	{
		memset(buf,0,sizeof(buf));
		if((nread = read(fd,buf,MAX_BUFFER_SIZE)) > 0)
		{
			/* 每一次都为 4096, 内存的页大小，
			 * 管道规则：
			 * 1、满写阻塞，空读阻塞
			 * 2、没写满不能读，没读空不能写
			 * 3、半双工通信，读写教程互斥访问管道
			 * 4、通信数据是字节流形式
			 * 5、读完后管道中的数据丢弃
			 */
			printf("nread = %d\n", nread);
			printf("Read '%s' from fifo.\n",buf);
		}
	}
	close(fd);
	exit(0);
}

---

fifo_write.c

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

//有名管道文件名

#define		MYFIFO		"./myfifo"
//4096，定义在 limits.h 中
#define  MAX_BUFFER_SIZE PIPE_BUF

int main(int argc,char **argv)
{
	int fd;
	char buf[MAX_BUFFER_SIZE];
	int nwrite;
	
	if(argc <= 1)
	{
		printf("Usage: ./fifo_write string.\n");
		exit(1);
	}
	//填充命令行第一个参数到buf
	sscanf(argv[1],"%s",buf);
	//以只写阻塞方式打开fifo管道
	fd = open(MYFIFO,O_WRONLY);

	if(-1 == fd)
	{
		printf("Open fifo file error.\n");
		exit(1);
	}
	//向管道中写入字符串
	if((nwrite = write(fd,buf,MAX_BUFFER_SIZE)) > 0)
	{
		/* 每次都是 4096 */
		printf("nwrite = %d\n", nwrite );
		printf("Write '%s' to fifo.\n",buf);
	}
	close(fd);
	exit(0);
}

测试结果

• 编译

jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ ls
fifo_read.c  fifo_write.c
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ gcc fifo_read.c -o fifo_read
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ gcc fifo_write.c -o fifo_write
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ ls
fifo_read  fifo_read.c  fifo_write  fifo_write.c
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 

• 打开一个终端，在这个终端1中，先运行fifo_read，由于管道是空的，可以看到进程被read() 阻塞了，shell无终端控制权

jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ ./fifo_read 

• 打开另一个终端，就叫它终端2，运行fifo_write，向管道里面写入数据

jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ ./fifo_write 666
Write '666' to fifo.
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ ./fifo_write 777
Write '777' to fifo.
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 

此时终端1中：

jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ 
jl@jl-virtual-machine:~/test/11_1$ ./fifo_read 
Read '666' from fifo.
Read '777' from fifo.

重点

任意进程之间数据传输。
写是原子操作类型。
设置写的size是4096，每次写都会阻塞在write，直到接收进程 read 4096。
而且同时运行两个接收方进程，写一次只能有一个进程接收到发送方内容。