1 命名管道(FIFO)
????? 管道應用的一個重大缺陷就是沒有名字,因此只能用于親緣進程之間的通信。 后來從管道為基礎提出命名管道(named pipe,FIFO)的概念,該限制得到了克服。 FIFO不同于管道之處在于它提供一個路徑名與之關聯,以FIFO的文件形式存在于文件系統中。這樣,即使與FIFO的創建進程不存在親緣關系的進程,只要可以訪問該路徑,就能夠彼此通過FIFO相互通信(能夠訪問該路徑的進程以及FIFO的創建進程之間),因此,通過FIFO不相關的進程也能交換數據。 值得注意的是,FIFO嚴格遵循先進先出(first in first out),對管道及FIFO的讀總是從開始處返回數據,對它們的寫則把數據添加到末尾。它們不支持諸如lseek()等文件定位操作。
2 命名管道的創建
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo( const char *pathname, // 文件的路徑
mode_t mode //和open函數mode一樣
);
如果pathname路徑下的文件已經存在,則mkfifo返回-1,errono將會返回EEXIST。
?
3 命名管道操作
?????? FIFO在文件系統中表現為一個文件,大部分的系統文件調用都可以在FIFO上面,比如:read,open,write,close,unlink,stat等函數,但是seek函數不能對FIFO調用。
? ? ? 可以調用open打開FIFO,請注意以下方面:?
?????????? A 當以阻塞(未指定O_NONBLOCK)方式只讀打開FIFO的時候,則將會被阻塞,直到有其他進程以寫方式打開該FIFO。??? ? ? ?? B 類似的,當以阻塞(未指定O_NONBLOCK)方式只寫打開FIFO的時候,則將會被阻塞,直到有其他進程以讀方式打開該FIFO
?????????? C 當以非阻塞方式(指定O_NONBLOCK)方式只讀打開FIFO的時候,則立即返回。當只寫open時,如果沒有進程為讀打開FIFO,則返回-1,其errno是ENXIO
4 應用實例
???? 本例為一個client-server模式,服務器端將會創建一個聞名fifo文件(本例中為“/tmp/server”),并讀取該fifo文件。客戶端則打開該fifo文件,并把其請求寫入該FIFO文件。服務器端讀取該命令并執行之。
???? 服務器端的代碼為:
#include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include < string .h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <limits.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <ctype.h> #define SERVER_FIFO_NAME "/tmp/serv_fifo" #define CLIENT_FIFO_NAME "/tmp/cli_%d_fifo" #define BUFFER_SIZE 20 struct data_to_pass_st{ pid_t client_pid; char some_data[BUFFER_SIZE- 1 ]; }; int main(){ int server_fifo_fd,client_fifo_fd; struct data_to_pass_st mydata; int read_res; char client_fifo[ 256 ]; char * tmp_char_ptr; mkfifo(SERVER_FIFO_NAME, 0777 ); server_fifo_fd = open(SERVER_FIFO_NAME,O_RDONLY); if (server_fifo_fd==- 1 ){ fprintf(stderr, " Server fifo failure\n " ); exit(EXIT_FAILURE); } sleep( 10 ); do { read_res =read(server_fifo_fd,&mydata, sizeof (mydata)); if (read_res> 0 ){ tmp_char_ptr = my_data.some_data; while (*tmp_char_ptr> 0 ){ // 把some_data中的所有字符全部轉換為大寫 *tmp_char_ptr=toupper(* tmp_char_ptr); tmp_char_ptr ++ ; } sprintf(client_fifo,CLIENT_FIFO_NAME,my_data.client_pid); client_fifo_fd = open(client_fifo,O_WRONLY); if (client_fifo_fd!=- 1 ){ write(client_fifo_fd, &my_data, sizeof (my_data)); close(client_fifo_fd); } } } while (read_res> 0 ); close(server_fifo_fd); unlink(SERVER_FIFO_NAME); exit(EXIT_SUCCESS); }
客戶端代碼為:
#include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include < string .h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <limits.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <ctype.h> #define SERVER_FIFO_NAME "/tmp/serv_fifo" #define CLIENT_FIFO_NAME "/tmp/cli_%d_fifo" #define BUFFER_SIZE 20 struct data_to_pass_st{ pid_t client_pid; char some_data[BUFFER_SIZE- 1 ]; }; int main(){ int server_fifo_fd,client_fifo_fd; struct data_to_pass_st my_data; int times_to_send; char client_fifo[ 256 ]; server_fifo_fd = open(SERVER_FIFO_NAME,O_WRONLY); if (server_fifo_fd==- 1 ){ fprintf(stderr, " Sorry,no server\n " ); exit(EXIT_FAILURE); } my_data.client_pid = getpid(); sprintf(client_fifo,CLIENT_FIFO_NAME,my_data.client_pid); if (mkfifo(client_fifo, 0777 )==- 1 ){ fprintf(stderr, " Sorry,can't make %s\n " ,client_fifo); exit(EXIT_FAILURE); } for (times_to_send= 0 ;times_to_send< 5 ;times_to_send++ ){ sprintf(my_data.some_data, " Hello from %d " ,my_data.client_pid,my_data.some_data); write(server_fifo_fd, &my_data, sizeof (my_data)); client_fifo_fd = open(client_fifo,O_RDONLY); if (client_fifo_fd!=- 1 ){ if (read(client_fifo_fd,&my_data, sizeof (my_data))> 0 ){ printf( " received:%s\n " ,my_data.some_data); } close(client_fifo_fd); } } close(server_fifo_fd); unlink(client_fifo); exit(EXIT_SUCCESS); }
5 總結
???? 與管道相比,FIFO最大的特點就是其在文件系統中有fifo文件存在,這樣就可以做到進程間通信。
6? FIFO的缺點
?????
當然FIFO也有它的局限性。客戶端可以發請求到服務器,但前提是要知道一個公共的FIFO通道,
對于實現服務器回傳應答到客戶端的問題,可以通過為每一個客戶端創建一個專用的FIFO,來實現回傳應答
。但也有不足,
服務器會同時應答成千上萬個客戶端,創建如此多的FIFO是否會使系統負載過大,相應的如何判斷客戶端是否因意外而崩潰成為難題,或者客戶端不讀取應答直接退出,所以服務器必須處理SIGPIPE信號,并做相應處理。(當沒有進程為讀打開FIFO文件時,write函數進行寫操作會產生SIGPIPE信號)
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