Linux进程通信：命名管道FIFO小结

Linux 下进程之间通信可以用命名管道FIFO 完成。

命名管道是一种特殊类型的文件，因为Linux 中所有事物都是文件，它在文件系统中以文件名的形式存在。

在程序中，我们可以使用两个不同的函数调用来建立管道：#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h> int mkfifo(const char *filename, mode_t mode);int mknode(const char *filename, mode_t mode | S_IFIFO, (dev_t) 0 );下面先来创建一个管道：view plaincopy to clipboardprint? #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int main(){int res = mkfifo("/tmp/my_fifo", 0777);if (res == 0){printf("FIFO created\n");}exit(EXIT_SUCCESS);}#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int main(){int res = mkfifo("/tmp/my_fifo", 0777); if (res == 0){printf("FIFO created\n");} exit(EXIT_SUCCESS);}编译这个程序：gcc -o fifol.c fifo运行这个程序：$ ./fifo1用ls 命令查看所创建的管道$ ls -lF /tmp/my_fifoprwxr-xr-x 1 root root 0 05-08 20:10 /tmp/my_fifo|注意：Is命令的输出结果中的第一个字符为p，表示这是一个管道。

最后的|符号是由Is命令的-F 选项添加的，它也表示是这是一个管道。

虽然，我们所设置的文件创建模式为“0777”但它被用户掩码（umask）设置（022）给改变了，这与普通文件创建是一样的，所以文件的最终模式为755。

打开FIFO 一个主要的限制是，程序不能是O_RDWR 模式打开FIFO 文件进行读写操作，这样做的后果未明确定义。

这个限制是有道理的，因为我们使用FIFO 只是为了单身传递数据，所以没有必要使用O_RDWR 模式。

如果一个管道以读/写方式打开FIFO ，进程就会从这个管道读回它自己的输出。

如果确实需要在程序之间双向传递数据，最好使用一对FIFO，一个方向使用一个。

当一个Linux进程被阻塞时，它并不消耗CPU资源，这种进程的同步方式对CPU而言是非常有效率的。

有关Linux 下命名管道FIFO 的读写规则可以参见之前所写的一篇文章：Linux 命名管道FIFO 的读写规则。

、实验：使用FIFO 实现进程间通信两个独立的程序：1. 生产者程序，它在需要时创建管道，然后尽可能快地向管道中写入数据。

2. 消费者程序，它从FIFO 中读取数据并丢弃它们。

生产者程序fifo2.c ：view plaincopy to clipboardprint?#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <limits.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#define FIFO_NAME "/tmp/Linux/my_fifo"#define BUFFER_SIZE PIPE_BUF#define TEN_MEG (1024 * 1024 * 10)int main(){int pipe_fd;int res;int open_mode = O_WRONL Y;int bytes = 0;char buffer[BUFFER_SIZE + 1];if (access(FIFO_NAME, F_OK) == -1){res = mkfifo(FIFO_NAME, 0777);if (res != 0){fprintf(stderr, "Could not create fifo %s\n", FIFO_NAME); exit(EXIT_FAILURE);}}printf("Process %d opening FIFO O_WRONL Y\n", getpid()); pipe_fd = open(FIFO_NAME, open_mode);printf("Process %d result %d\n", getpid(), pipe_fd);if (pipe_fd != -1){while (bytes < TEN_MEG){res = write(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE);if (res == -1){fprintf(stderr, "Write error on pipe\n"); exit(EXIT_FAILURE);}bytes += res;}close(pipe_fd);}else{exit(EXIT_FAILURE);}printf("Process %d finish\n", getpid()); exit(EXIT_SUCCESS);}#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <limits.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#define FIFO_NAME "/tmp/Linux/my_fifo"#define BUFFER_SIZE PIPE_BUF#define TEN_MEG (1024 * 1024 * 10)int main(){int pipe_fd;int res;int open_mode = O_WRONL Y;int bytes = 0;char buffer[BUFFER_SIZE + 1];if (access(FIFO_NAME, F_OK) == -1){res = mkfifo(FIFO_NAME, 0777);if (res != 0){fprintf(stderr, "Could not create fifo %s\n", FIFO_NAME); exit(EXIT_FAILURE);}}printf("Process %d opening FIFO O_WRONL Y\n", getpid()); pipe_fd = open(FIFO_NAME, open_mode);printf("Process %d result %d\n", getpid(), pipe_fd);if (pipe_fd != -1){while (bytes < TEN_MEG){res = write(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE);if (res == -1){fprintf(stderr, "Write error on pipe\n"); exit(EXIT_FAILURE);}bytes += res;}close(pipe_fd);}else{exit(EXIT_FAILURE);}printf("Process %d finish\n", getpid());exit(EXIT_SUCCESS);}消费者程序fifo3.c ：view plaincopy to clipboardprint?#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <limits.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#define FIFO_NAME "/tmp/Linux/my_fifo"#define BUFFER_SIZE PIPE_BUFint main(){int pipe_fd;int res;int open_mode = O_RDONL Y; char buffer[BUFFER_SIZE + 1]; int bytes = 0;memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));printf("Process %d opeining FIFO O_RDONL Y\n", getpid()); pipe_fd = open(FIFO_NAME, open_mode);printf("Process %d result %d\n", getpid(), pipe_fd);if (pipe_fd != -1){do{res = read(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE); bytes += res;}while(res > 0);close(pipe_fd);}else{exit(EXIT_FAILURE);}printf("Process %d finished, %d bytes read\n", getpid(), bytes); exit(EXIT_SUCCESS);}#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <limits.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#define FIFO_NAME "/tmp/Linux/my_fifo"#define BUFFER_SIZE PIPE_BUF int main(){int pipe_fd;int res;int open_mode = O_RDONL Y; charbuffer[BUFFER_SIZE + 1];int bytes = 0;memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));printf("Process %d opeining FIFO O_RDONL Y\n", getpid()); pipe_fd = open(FIFO_NAME, open_mode);printf("Process %d result %d\n", getpid(), pipe_fd);if (pipe_fd != -1){do{res = read(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE); bytes += res;}while(res > 0);close(pipe_fd);}else{exit(EXIT_FAILURE);}printf("Process %d finished, %d bytes read\n", getpid(), bytes); exit(EXIT_SUCCESS);}编译这两个程序：gcc -o fifo2 fifo2.cgcc -o fifo3 fifo3.c运行这两个程序：[root@localhost chaper12]# ./fifo2 & a后台执行，写数据[2] 23121Process 23121 opening FIFO O_WRONL Y[root@localhost chaper12]# time ./fifo3 a读数据Process 24155 opeining FIFO O_RDONL YProcess 23121 result 3Process 24155 result 3Process 23121 finishProcess 24155 finished, 10485760 bytes read[2]- Done ./fifo2real 0m0.214suser 0m0.000ssys 0m0.179s以上两个程序均是使用阻塞模式FIFO。