命名管道——进程间通信

命名管道——进程间通信

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/2302_80105876/article/details/145965934

命名管道（FIFO）是Linux系统中一种特殊的文件类型，用于实现进程间的通信。与匿名管道不同，命名管道具有文件系统路径名，可以被任意进程访问。本文将详细介绍命名管道的创建、使用方法以及其与匿名管道的区别。

一、命名管道的使用

1.创建命名管道

1.1.在命令行中：

创建：

mkfifo 管道名

删除：

rm -rf 管道名

或者：

unlink 管道名

1.2.在程序中

创建：
声明如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

• 返回值：成功：返回0。失败：返回-1，并设置 erron 以指示错误类型。
• 参数1：指向一个以空字符结尾的字符串，表示要创建的命名管道的路径。
• 参数2：指定文件的权限位（mode bits），类似于 open 函数中的权限参数。

销毁：

#include <unistd.h>
int unlink(const char *pathname);

• 返回值：如果成功删除文件，返回0，如果失败返回-1，并设置全局变量 errno 以指示具体的错误类型。
• 参数1：指向一个以空字符结尾的字符串，表示要创建的命名管道的路径。

示例：

mkfifo("./filename",0666);//创建
unlink("./filename");//销毁

2.使用命名管道

当创建好管道后，进程通信就是简单的文件读写，如下：

把文件server.cc生成的程序作为读端。

#include<iostream>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<cstdio>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
using namespace std;
int main()
{
    int f = mkfifo("./file",0666);
    int r_fd = open("file",O_RDONLY);
    char buf[1024];
    while(true)
    {
        int n = read(r_fd,buf,sizeof(buf)-1);
        if(n > 0)
        {
            buf[n]='\0';
            printf("Client say# %s\n",buf);
        }
        else if(n == 0) break;
        else return 1;
    }
    close(r_fd);
    unlink("file");
    return 0;
}

注：对于管道的创建与销毁在其中一端进行就行。

假设把文件client.cc生成的程序作为写端

#include<iostream>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<cstdio>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
using namespace std;
int main()
{
    int w_fd = open("file",O_WRONLY);
    while(true)
    {
        string message;
        cout<<"Please enter: ";
        getline(cin,message);
        write(w_fd,message.c_str(),message.size());
    }
    close(w_fd);
    return 0;
}

注意：该文侧重点在于讲解对命名管道的使用，所以以上代码中省略了对调用函数成功与否的判断，在实际开发中需要加以判断。

效果如下：

二、命名管道与匿名管道的区别

1.创建上

• 匿名管道是在程序中使用pipe进行创建并打开的。
• 命名管道可以在程序中使用mkfifo命令创建，也可以在程序中使用mkfifo函数创建。然后需要用open打开。

2.使用范围

• 匿名管道只能用于父子进程之间。
• 命名管道可用于任意进程之间。

三、管道的特性

注1：管道的四种特性和四种通信情况，对于匿名管道和命名管道都是一样的。

注2：管道的生命周期随进程，本质是内核中的缓冲区，命名管道文件只是标识，用于让多个进程找到同一块缓冲区，删除后，之前已经打开管道的进程依然可以通信

1.管道的五种特性

1. 管道文件，自带同步机制。如上代码示例，如果写端和读端执行速度不一样，快的一端会迁就于慢的一端，最后实现同步。
2. 管道是面向字节流的。怎么读与怎么写并没有联系，比如写入“hello world”，但可能读到“hel”，这取决于你要读多少字节。
3. 管道是单向通信的。也就是a（表示进程）写的时候b读。b写的时候a在读。而不是既在写同时也在读。
4. 管道（文件）的生命周期是随进程的。进程结束管道也随之销毁。

2.管道的四种通信情况

1. 写慢，读快 --- 读端就要阻塞（等待写端写入）。
2. 写快，读慢 --- 到管道容量满了后，写端就要阻塞（等待读端读取数据，然后就可以覆盖式地继续往管道写入）。
3. 写关闭，读继续 --- read就会返回0，表示文件结尾。
4. 写继续，读关闭 --- 写端不再有意义，系统会杀掉写端进程。