Linux系统编程【管道】

04. 有名管道

4.1 概述

管道，由于没有名字，只能用于亲缘关系的进程间通信。为了克服这个缺点，提出了命名管道（FIFO），也叫有名管道、FIFO文件。

命名管道（FIFO）不同于无名管道之处在于它提供了一个路径名与之关联，以 FIFO 的文件形式存在于文件系统中，这样，即使与 FIFO 的创建进程不存在亲缘关系的进程，只要可以访问该路径，就能够彼此通过 FIFO 相互通信，因此，通过 FIFO 不相关的进程也能交换数据。

命名管道（FIFO)和无名管道（pipe）有一些特点是相同的，不一样的地方在于：

\1) FIFO 在文件系统中作为一个特殊的文件而存在，但 FIFO 中的内容却存放在内存中。

\2) 当使用 FIFO 的进程退出后，FIFO 文件将继续保存在文件系统中以便以后使用。

\3) FIFO 有名字，不相关的进程可以通过打开命名管道进行通信。

4.2 通过命令创建有名管道

4.3 通过函数创建有名管道

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

int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
功能：
    命名管道的创建。
参数：
    pathname : 普通的路径名，也就是创建后 FIFO 的名字。
    mode : 文件的权限，与打开普通文件的 open() 函数中的 mode 参数相同。(0666)
返回值：
    成功：0   状态码
    失败：如果文件已经存在，则会出错且返回 -1。

4.4 有名管道读写操作

一旦使用mkfifo创建了一个FIFO，就可以使用open打开它，常见的文件I/O函数都可用于fifo。如：close、read、write、unlink等。

FIFO严格遵循先进先出（first in first out），对管道及FIFO的读总是从开始处返回数据，对它们的写则把数据添加到末尾。它们不支持诸如lseek()等文件定位操作。

如果没write前运行read会进入阻塞状态，这是以只读的方式打开一个管道会一直阻塞，只有另一个进程以只写或读写的方式打开这个管道。看下面的动图

然后我们打开两个终端，一个写，一个读的界面：先运行write会进入等待中，后面再read一下，开始执行

就是说，读端关掉了，写端会异常终止；然后接下来这里先运行read后write，先关闭写端，读端会正常退出

4.5 有名管道注意事项

\1) 一个为只读而打开一个管道的进程会阻塞直到另外一个进程为只写打开该管道

2）一个为只写而打开一个管道的进程会阻塞直到另外一个进程为只读打开该管道

读管道：

Ø 管道中有数据，read返回实际读到的字节数。

Ø 管道中无数据：

u 管道写端被全部关闭，read返回0 (相当于读到文件结尾)

u 写端没有全部被关闭，read阻塞等待

写管道：

Ø 管道读端全部被关闭， 进程异常终止(也可使用捕捉SIGPIPE信号，使进程终止)

Ø 管道读端没有全部关闭：

u 管道已满，write阻塞。

u 管道未满，write将数据写入，并返回实际写入的字节数。