【IPC通信】有名管道FIFO

最新推荐文章于 2025-02-12 16:04:28 发布

wuyu92877

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分类专栏： LINUX编程文章标签： IPC通信有名管道FIFO

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本文深入探讨了UNIX系统中匿名管道与有名管道的区别与应用场景，包括创建方式、工作原理以及如何实现跨进程的数据传输。通过示例展示了如何使用mkfifo创建有名管道，并在不同终端间进行数据读写操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

前面学习过（匿名）管道（见前面博客），匿名管道只能用于有亲缘关系的各个进程之间，为了解决这个限制，UNIX系统进而引入了FIFO，也称为有名管道（named pipe）。

FIFO(first in, first out)，是一个半双工数据流，也即一个半双工管道。不同于匿名管道的是，每个FIFO有一个路径名（或文件名）与之关联，也即FIFO的名字。有了名字，无亲缘关系的进程间就可以通过管道进行数据传输了。

创建FIFO的方式：

使用shell命令 mkfifo创建一个有名管道
使用C库函数mkfifo创建一个有名管道

使用shell命令 mkfifo创建一个有名管道

1[infor@s123 FIFO]$ mkfifonpipe

2[infor@s123 FIFO]$ ls-l

3prw-r--r--  1 infor app 0 Nov 13 11:32 npipe

上面我们创建了一个有名管道npipe，我们可以看到有名管道其实是一个文件，文件类型是“p”，管道类型。

我们在开启两个终端，分别为A和B。在A终端下将数据写入管道，在B终端下将数据读出来。

1[infor@s123 FIFO]$ ping10.4.123.124 >> npipe

2#会阻塞在这里，等待另一个进程读

在终端A下将ping的结果写入管道npipe，这里会一直阻塞到另一个进程将数据全部读出或中止读出。

1[infor@s123 FIFO]$ catnpipe

2PING 10.4.123.124 (10.4.123.124) 56(84) bytes of data.

364 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=0 ttl=128time=0.838 ms

464 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=1 ttl=128time=0.835 ms

564 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=2 ttl=128time=0.843 ms

664 bytes from 10.4.123.124: icmp_seq=3 ttl=128time=0.834 ms

在终端B下读取npipe。

使用C库函数mkfifo创建一个有名管道

1#include <sys/types.h>

2#include <sys/stat.h>

3/*

4函数说明：依参数pathname建立特殊的FIFO文件，该文件必须不存在，而参数mode为该文件的权限

5返回值：若成功则返回0，否则返回-1，错误原因存于errno中

6*/

7int 
mkfifo(const 
char *pathname, mode_t mode);

对于创建方式，mkfifo隐含指定O_CREAT|O_EXCL，也即mkfifo创建一个新的FIFO，如果该FIFO已经存在，则会返回EEXIST错误。

对于参数mode可有如下选项：
S_IRUSR:当前用户可读
S_IWUSR:当前用户可写
S_IRGRP:组成员可读
S_IWGRP:组成员可写
S_IROTH:其他用户可读
S_IWOTH:其他用户可写

下面通过例子看下如何使用。

假如有这样一个案例。进程A执行完将执行结果写入管道，等待进程B将该结果读出。

01#include <stdio.h>

02#include <stdlib.h>

03#include <sys/types.h>

04#include <sys/stat.h>

05#include <unistd.h>

06#include <fcntl.h>

07#include <errno.h>

08 

09#define FIFO_NAME ("/tmp/fifo.1") // 设定FIFO的名字

10#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH) // 设定创建FIFO的权限

11 

12/*创建一个FIFO，等待另一个进程读取*/

13int 
main()

14{

15    intwritefd;

16    charstatus[] =
"success";

17    size_tn = 0;

18 

19    // 创建FIFO

20    if(mkfifo(FIFO_NAME, FILE_MODE) < 0)

21    {

22        if(EEXIST ==errno)

23        {

24            printf("FIFO：%s已经存在，不能重新创建\r\n", FIFO_NAME);

25        }

26        else

27        {

28            perror("创建FIFO错误");

29            exit(1);

30        }

31    }

32 

33    // 打开FIFO

34    writefd = open(FIFO_NAME, O_WRONLY, 0);

35    if(-1 == writefd)

36    {

37        perror("打开FIFO失败");

38        unlink(FIFO_NAME);

39        exit(1);

40    }

41 

42    // 写入执行状态

43    n = write(writefd, status,strlen(status));

44    if(n !=strlen(status))

45    {

46        perror("写入FIFO失败");

47        unlink(FIFO_NAME);

48        exit(1);

49    }

50 

51    if(-1 == close(writefd))

52    {

53        perror("关闭FIFO失败");

54        unlink(FIFO_NAME);

55        exit(1);

56    }

57 

58    return0;

59}

编译并执行：

1[infor@s123 FIFO]$ gcc -o wnpipe wnpipe.c

2[infor@s123 FIFO]$ ./wnpipe

3#阻塞在这里等待另外一个进程读取FIFO

这里我们看一下/tmp/fifo.1 是否生成：

1[infor@s123 tmp]$ ls-l /tmp/fifo.1

2prw-r--r--  1 infor app 0 Nov 13 12:58 /tmp/fifo.1

我们看到FIFO文件已经生成。

01#include <stdio.h>

02#include <stdlib.h>

03#include <sys/types.h>

04#include <sys/stat.h>

05#include <unistd.h>

06#include <fcntl.h>

07#include <errno.h>

08 

09#define FIFO_NAME ("/tmp/fifo.1") // 设定FIFO的名字

10#define MAXLINE (1024)

11 

12/*读取FIFO内容*/

13int 
main()

14{

15    intreadfd;

16    charstatus[MAXLINE];

17    size_tn = 0;

18 

19    // 打开FIFO

20    readfd = open(FIFO_NAME, O_RDONLY, 0);

21    if(-1 == readfd)

22    {

23        perror("打开FIFO失败");

24        unlink(FIFO_NAME);

25        exit(1);

26    }

27 

28    // 读取FIFO

29    n = read(readfd, status, MAXLINE);

30    if(-1 == n)

31    {

32        perror("读取FIFO失败");

33        exit(1);

34    }

35 

36    printf("管道内容：%s\r\n", status);

37 

38    // 关闭FIFO

39    if(-1 == close(readfd))

40    {

41        perror("关闭FIFO失败");

42        unlink(FIFO_NAME);

43        exit(1);

44    }

45 

46    // 删除FIFO

47    unlink(FIFO_NAME);

48 

49    return0;

50}

编译并执行：

1[infor@s123 FIFO]$ gcc -o rnpipe rnpipe.c

2[infor@s123 FIFO]$ ./rnpipe 

3管道内容：success

这里我们再看一下/tmp/fifo.1 是否还存在：

`1`	`[infor@s123 tmp]$` `ls-l /tmp/fifo.1`

`2`	`ls: /tmp/fifo.1: No suchfile` `or directory`