linux进程间通信2——有名管道
linux进程间通信2——有名管道
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本篇文章主要介绍了"linux进程间通信2——有名管道"，主要涉及到linux进程间通信2——有名管道方面的内容，对于linux进程间通信2——有名管道感兴趣的同学可以参考一下。
mkfifo函数的作用是在文件系统中创建一个文件，该文件用于提供功能，即命名管道。前边讲的那些管道都没有名字，因此它们被称为匿名管道，或简称管道。对文件系统来说，匿名管道是不可见的，它的作用仅限于在父进程和子进程两个进程间进行通信。而命名管道是一个可见的文件，因此，它可以用于任何两个进程之间的通信，不管这两个进程是不是父子进程，也不管这两个进程之间有没有关系。
1、创建有名管道
Mkfifo函数的原型如下所示：
#include&&sys/types.h&&
#include&&sys/stat.h&&
int&mkfifo(&const&char&*pathname,&mode_t&mode&);
mkfifo函数需要两个参数，第一个参数（）是将要在文件系统中创建的一个专用文件。第二个参数（）用来规定的读写权限。mkfifo函数如果调用成功的话，返回值为；如果调用失败返回值为。
下面我们以一个实例来说明如何使用函数建一个，具体代码如下所示：
...&ret&=&mkfifo(&&/tmp/cmd_pipe&,&S_IFIFO&|&0666&);&
if&(ret&==&0)&
...{&//&成功建立命名管道&}&
...{&//&创建命名管道失败&}
&&&&在这个例子中，利用目录中的文件建立了一个命名管道（即）。之后，就可以打开这个文件进行读写操作，并以此进行通信了。命名管道一旦打开，就可以利用典型的输入输出函数从中读取内容。举例来说，下面的代码段向我们展示了如何通过函数来从管道中读取内容：
pfp&=&fopen(&&/tmp/cmd_pipe&,&&r&&);&
...&ret&=&fgets(&buffer,&MAX_LINE,&pfp&);
&&&&我们还能向管道中写入内容，下面的代码段向我们展示了利用函数向管道写入的具体方法：
pfp&=&fopen(&&/tmp/cmd_pipe&,&&w+&);
...&ret&=&fprintf(&pfp,&&Here’s&a&test&string!/n&&);
2、读写有名管道
#include&&unistd.h&
ssize_t&read&(int&fd&,&void&*&buf&,&size_t&nbytes)
ssize_t&write&(int&fd&,&void&*&buf&,&size_t&nbytes)
在读写有名管道之前，需要用函数打开该有名管道，打开有名管道操作与其他文件有一定的区别：如果希望打开管道的写端，则需要另一个进程打开管道的读端，如果只打开有名管道的一端，则系统将暂时阻塞打开进程，直到有另一个进程打开管道的另一端，当前进程才会继续执行，因此，在使用有名管道时，一定要使用两个进程分别打开其读端和写端。
非亲缘关系进程使用有名管道通信应用实例：
向有名管道中发送数据的进程代码：&
从有名管道中接收数据的进程代码：
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Linux进程间通信(三)---管道通信之有名管道及其基础实验
分类： Linux应用编程 15:44 1780人阅读 评论(4) 收藏 举报
有名管道accessmkfifo
有名管道(FIFO)
首先将上一节的有关有名管道的定义再贴出来
有名管道是对无名管道的一种改进，它具有以下特点：
它可以使互不相关的两个进程间实现彼此通信；
该管道可以通过路径名来指出，并且在文件系统中是可见的。在建立了管道之后，两个进程就可以把它当做普通文件一样进行读写操作，使用非常方便；
FIFO严格地遵循先进先出规则，对管道及FIFO的读总是从开始处返回数据，对它们的写则是把数据添加到末尾，它们不支持如 lseek()等文件定位操作。
有名管道的创建可以使用函数 mkfifo()，该函数类似与文件中的 open()操作，可以指定管道的路径和打开的模式。咱们还可以在命令行使用“mknod 管道名 p”来创建有名管道。
在管道创建成功后，就可以使用open()、write()和read()这些函数了。与普通文件的开发设置一样，对于为读而打开的管道可在open()中设置O_RDONLY,对于为写而打开的管道可在open()中设置O_WRONLY,在这里与普通文件不同的是阻塞问题。由于普通文件在读写时不会出现阻塞问题，而在管道的读写中却有阻塞的可能，这里的非阻塞标志可以在open()函数中设定为O_NONBLOCK。下面分别对阻塞打开和非阻塞打开的读写进行讨论。
对于读进程：
若该管道是阻塞打开，且当前FIFO内没有数据，则对读进程而言将一直阻塞到有数据写入。
若该管道是非阻塞打开，则不论FIFO内是否有数据，读进程都会立即执行读操作。即如果FIFO内没有数据，则读函数将立刻返回0。
对于写进程：
若该管道是阻塞
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Linux系统管道和有名管道的通信机制.doc 17页
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Linux系统管道和有名管道的通信机制
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Linux系统管道和有名管道的通信机制
摘自:???被阅读次数: 326
由?yangyi?于
18:27:59 提供
Linux 进程间通信的几种主要手段。其中管道和有名管道是最早的进程间通信机制之一，管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信。 认清管道和有名管道的读写规则是在程序中应用它们的关键，本文在详细讨论了管道和有名管道的通信机制的基础上，用实例对其读写规则进行了程序验证，这样做有利于增强读者对读写规则的感性认识，同时也提供了应用范例。1、 管道概述及相关API应用1.1 管道相关的关键概念管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一，具有以下特点：管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）；单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。1.2 管道的创建：#include int pipe(int fd[2])该函数创建的管道的两端处于一个进程中间，在实际应用中没有太大意义，因此，一个进程在由pipe()创建管道后，一般再fork一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信（因此也不难推出，只要两个进程中存在亲缘关系，这里的亲缘关系指的是具有共同的祖先，都可以采用管道方式来进行通信）。1.3 管道的读写规则：管道两端可分别用描述字fd[0]以及fd[1]来描述，需要注意的是，管道的两端是固定了任务的。即一端只能用于读，由描述字fd[0]表示，称其为管道读端；另一端则只能用于写，由描述字fd[1]来表示，称其为管道写端。如果试图从管道写端读取数据，或者向管道读端写入数据都将导致错误发生。一般文件的I/O函数都可以用于管道，如close、read、write等等。从管道中读取数据：如果管道的写端不存在，则认为已经读到了数据的末尾，读函数返回的读出字节数为0；当管道的写端存在时，如果请求的字节数目大于PIPE_BUF，则返回管道中现有的数据字节数，如果请求的字节数目不大于PIPE_BUF，则返回管道中现有数据字节数（此时，管道中数据量小于请求的数据量）；或者返回请求的字节数（此时，管道中数据量不小于请求的数据量）。注：（PIPE_BUF在include/Linux/limits.h中定义，不同的内核版本可能会有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF至少为512字节，red hat 7.2中为4096）。关于管道的读规则验证：* readtest.c *#include #include #include main(){int pipe_fd[2];pid_char r_buf[100];char w_buf[4];char* p_int r_memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));memset(w_buf,0,sizeof(r_buf));p_wbuf=w_if(pipe(pipe_fd)&0){printf(&pipe create error\n&);return -1;}if((pid=fork())==0){printf(&\n&);close(pipe_fd[1]);sleep(3);//确保父进程关闭写端r_num=read(pipe_fd[0],r_buf,100);printf( &read num is %d the data read from the pipe is %d\n&,r_num,atoi(r_buf));close(pipe_fd[0]);exit();}else if(pid&0){close(pipe_fd[0]);//readstrcpy(w_buf,&111&);if(write(pipe_fd[1],w_buf,4)!=-1)printf(&parent write over\n&);close(pipe_fd[1]);//writeprintf(&parent close fd[1] over\n&);sleep(10);} }程序输出结果：* parent write over* paren
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& 综合 & 正文
17、有名管道与无名管道之间的区别
1）无名管道管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）。
单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。
数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。（有点像队列哈）
#include &unistd.h&
int pipe(int fd[2])
该函数创建的管道的两端处于一个进程中间，在实际应用中没有太大意义，因此，一个进程在由 创建管道后，一般再一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信（因此也不难推出，只要两个进程中存在亲缘关系，这里的亲缘关系指的是具有共同的祖先，都可以采用管道方式来进行通信）。
向管道中写入数据时将不保证写入的原子性，管道缓冲区一有空闲区域，写进程就会试图向管道写入数据。如果读进程不读走管道缓冲区中的数据，那么写操作将一直阻塞。
注：只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，向管道中写入数据的进程将收到内核传来的信号，应用程序可以处理该信号，也可以忽略（默认动作则是应用程序终止）。
2）有名管道：不同于管道之处在于它提供一个路径名与之关联，以的文件形式存在于文件系统中。这样，即使与的创建进程不存在亲缘关系的进程，只要可以访问该路径，就能够彼此通过相互通信（能够访问该路径的进程以及的创建进程之间），因此，通过不相关的进程也能交换数据。值得注意的是，严格遵循先进先出（），对管道及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。它们不支持诸如等文件定位操作。
有名管道的创建
#include &sys/types.h&
#include &sys/stat.h&
int mkfifo(const char * pathname, mode_t mode)
该函数的第一个参数是一个普通的路径名，也就是创建后的名字。第二个参数与打开普通文件的函数中的参数相同。如果的第一个参数是一个已经存在的路径名时，会返回错误，所以一般典型的调用代码首先会检查是否返回该错误，如果确实返回该错误，那么只要调用打开的函数就可以了。一般文件的函数都可以用于，如、、等等
3）无名管道由一个在基本文件系统存储设备上的，一个与其相连的内存，两个打开文件控制块（分别对应管道的信息发送端和信息接收端）及其所属进程的描述信息来标识，在系统执行（）命令行之后生成。并在中返回管道的读通道打开文件描述等，在中返回管道的写通道打开文件描述符。从结构上看，无名管道没有文件路径名，不占用文件目录项，因此文件目录结构中的链表不适用于这种文件，它只是存在于打开文件结构中的一个临时文件，随其所依附的进程的生存而生存，当进程终止时，无名管道也随之消亡。
送入管道的信息一旦被读进程取用就从管道中消失了，读写操作之间符合先进先出的队列原则。
管道文件是进程间通信的工具，为了尽量少的占用系统存储资源，一般系统均将其限制为最大长度为（）字节的小型文件。当欲写入的消息超过字节时，就产生了读、写进程之间的同步问题。首先写操作查找文件中当前指针的偏移量，然后从此位置开始尽量写入信息，当长度达到字节时，系统控制写进程进入睡眠状态，一直等待读进程取走全部信息时，文件长度指针置，写进程才被唤醒继续工作。
为防止多个进程同时读写一个管道文件而产生混乱，在管道文件的标志字项中设置了标志项，以设置软件锁的方式实现多进程间对管道文件的互斥使用。
无名管道存在着如下两个严重的缺点。
第一，无名管道只能用于连接具有共同祖先的进程。
第二，无名管道是依附进程而临时存在的。所以后来推出了一种无名管道的变种有名管道，它常被称为。有名管道除继承了无名管道的所有特性优点之外，还屏弃了无名管道的两个缺点。
首先，是一种永久性的机构，它具有普通的系统文件名。在系统下可利用命令建立永久的管道，除非刻意删除它，否则它将一直保持在系统中。
其次，正是由于有名管道以“文件名”来标识，所以只要事先约定某一特定文件名，那样所有知道该约定的服务进程，不论它们之间是否有亲属关系，都可以便利地利用管道进行通信。
通过下面的命令可以创建一个命名管道：
/etc/mknod pipe_name p
其中“”是要创建的命名管道的名字，参数必须出现在命名管道名字之后。
命名管道文件被创建后，一些进程就可以不断地将信息写入命名管道文件里，而另一些进程也可以不断地从命名管道文件中读取信息。对命名管道文件的读写操作是可以同时进行的。下面的例子显示命名管道的工作过程。
进程、、中运行的程序只是一条简单的命令，它们不断地把信息写入到命名管道文件中。与此同时，程序中的“”命令不断地从命名管道文件中读取这些信息，从而实现这些进程间的信息交换。
程序执行时，首先创建命名管道文件，此时程序处于等待状态，直到、、进程中某一个进程往命名管道中写入信息时，程序才继续往下执行。使用命令可以删除命名管道文件从而清除已设置的 命名管道。
下面是一个用于记录考勤的例子：
在主机上运行的程序产生命名管道，并不断地从命名管道中读取信息送屏幕上显示。
/tmp/text程序：
if [ ! p /tmp/pipe1 ]
/etc/mknode /tmp/pipe1 p
if [ “msg" = “
done & /tmp/pipe1
在终端上运行的是雇员签到程序。每个雇员在任何一台终端上键入自己的名字或代码，程序将把这个名字连同当时的签到时间送入命名管道。
/tmp/text1程序：
tty=‘‘＄’’
today=‘’
echo “＄＄
done & /tmp/pipe1
当雇员从终端上输入自己的姓名后，运行程序的主机将显示类似下面的结果：
wang Thu Jan 28 09:29:26 BTJ 1999
he Thu Jan 28 09:29:26 BTJ 1999
cheng Thu Jan 28 09:30:26 BTJ 1999
zhang Thu Jan 28 09:31:26 BTJ 1999
named pipes(命名管道）管道具有很好的使用灵活性，表现在：
1) 既可用于本地，又可用于网络。
2) 可以通过它的名称而被引用。
3) 支持多客户机连接。
4) 支持双向通信。
5) 支持异步重叠操作。
不过，当前只有支持服务端的命名管道技术等不支持。 等数据库就有的连接方式。
(资料来源于互联网)
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