Linux程序通訊有名管道

管道（pipe)是無名管道，他是程序資源的一部分，隨著程序的結束而消失。並且它只能在擁有公共祖先程序的程序內通訊。而有名管道（fifo）的出現則解決了這個問題。fifo提供了乙個路徑名與它關聯。這樣可以通過訪問該路徑就能使得兩個程序之間相互通訊。此處的fifo嚴格遵守「先進先出」原則。讀總是從頭開始的，寫總是從尾部進行的。匿名管道和fifo都不支援lseek函式對他們操作。linux下建立有名管道的函式是mkfifo。

函式原型： int mkfifo(const char * pathname,mode_t mode);

函式功能：建立乙個fifo檔案，用於程序之間的通訊。pathname就是路徑名，mode是該檔案的許可權。返回值表示是否成功，返回0表示成功，返回-1表示失敗，失敗原因在errno中。（建立fifo的時候，要求不存在這樣的fifo）。

和pipe建立匿名管道相比，mkfifo需要設定檔案許可權。這是因為pipe建立的匿名管道是核心借助緩衝區建立的，它不在磁碟上真實存在，只在記憶體中存在。而mkfifo建立的有名管道是在磁碟上真實存在的，因此需要檔案許可權，正是由於真實存在這樣乙個檔案，所以才克服了在任意程序間通訊的問題。

例如執行下面**來建立乙個fifo。

可以看到，它以p開頭，表示它是乙個fifo檔案。它是真實存在於磁碟上的，不僅僅在記憶體中。程序結束了這個檔案仍然在。fifo和匿名管道一樣，預設下要考慮阻塞。

當使用o_nonblock標誌的時候，開啟fifo檔案，讀取操作會立即返回。但是如果沒有程序讀取fifo檔案，那麼寫入fifo的操作會返回enxio錯誤**。

不使用o_nonblock標誌時，開啟fifo的操作必須等待其他程序寫入fifo後才執行，當然寫入fifo的操作也必須等到其他程序來讀取fifo以後才能執行。

當存在這個fifo檔案的時候，再次建立這個fifo會顯示file exists。

首先，第一種情形的測試。

#include#include#include#include#include#includeint main()
pid_t pid;
pid = fork();
if(0 < pid)
else
exit(0);
}if(0 == pid)
if(-1 == pid)
return 0;
}

執行結果如下：

可以看到會發生錯誤，因為它沒有阻塞。那麼接著試一下直接讀乙個fifo檔案，看看會發生什麼。

#include#include#include#include#include#includeint main()
;    ret = mkfifo("my_fifo",0666);
if(0 != ret)
pid_t pid;
pid = fork();
if(0 < pid)
else
exit(0);
}if(0 == pid)
if(-1 == pid)
return 0;
}

看到的結果是對乙個空的fifo檔案開啟並執行read操作是沒有問題的。

先以唯讀方式開啟，如果沒有程序已經為寫而開啟乙個 fifo, 唯讀 open() 成功，並且 open() 不阻塞。

下面，當不設定o_nonblock標誌的時候，fifo和匿名管道的處理方式是一樣的。管道這個名字是非常形象的，乙個管道必須有兩端（就是在乙個程序中必須讀，另乙個程序必須寫），只有這樣，才能正常操作，否則程序將會阻塞。例如下面這樣。

#include#include#include#include#include#include#includeint main()
;    ret = mkfifo("my_fifo",0666);
if(0 != ret)
pid_t pid;
pid = fork();
if(0 < pid)
else
wait(null);
exit(0);
}if(0 == pid)
if(-1 == pid)
return 0;
}

我們僅僅在父程序中進行了寫（write)，沒有其他程序在讀(read)。這樣造成的結果是程序一直阻塞在這裡，如下

沒有輸出結果，阻塞在這裡不動了。而當我們加上注釋掉了那兩句話以後，程式就會有輸出，結果如下：

或者說，這也體現了程序的並發行，管子有了一端以後，還必須有另一端，這才能構成管道。

上述的情形都是在唯讀或者只寫下開啟fifo檔案而言的，如果使用o_rdwr開啟fifo檔案，那麼除了read空fifo會阻塞。其餘將不會有問題。

測試一下，fifo用於兩個無關程序直接的通訊。首先建立我們有兩個程序，乙個是test1，另乙個是test2.

//test1的源**
//test1是寫fifo
#include#include#include#include#include#includeint main()
;    ret = mkfifo("fifo",0666);      中建立fifo檔案
fd = open("fifo",o_wronly);     //只寫方式開啟
write(fd,str,5);
close(fd);
return 0;
}

//test2的源**
//test2是讀fifo
#include#include#include#include#include#includeint main()
;    fd = open("fifo",o_rdonly);
read(fd,str,5);
printf("%s\n",str);
close(fd);
return 0;
}

我們把test1和test2的源**生成可執行檔案後，開啟兩個終端。如果我先執行test1，然後執行test2.那麼test2將讀取到fifo中的資料。如下所示。

我們沒有設定o_nonblock,先執行test1之後，會發現test1阻塞在這裡。等我們把test2也執行了之後，test1不在阻塞，執行結束，然後test2也成功列印出了hello。

換個執行順序，我們先執行test2，然後執行test1.這樣會發現test2阻塞在這裡。等我們把test1也執行了之後，test2不在阻塞，向螢幕列印hello.

如果我們不想讓fifo阻塞，那麼開啟檔案的時候設定為可讀可寫即可。

fd = open("fifo", o_rdwr);

當然，如果fifo是空的，那麼即使設定了可讀可寫，read()操作仍舊會阻塞。這樣的執行結果和上面所說的是一致的。自己執行一下才能深刻理解。這裡不好用說明。

呼叫 write() 函式向 fifo 裡寫資料，當緩衝區已滿時 write() 也會阻塞。

首先使用mkfifo命令建立乙個fifo檔案，然後將ls的輸出重定向到myfifo。

可以看到阻塞在了這裡，我們現在開啟另外乙個終端，輸入cat myfifo。

這樣就將ls的結果列印出來了，同時另外乙個終端也不再阻塞。

Linux程序通訊 有名管道

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