Linux进程通信(System V)第二节------>FIFO
发布时间：2014-09-05 16:23:39作者：知识屋
一.
一些简单理解：
我们知道管道是没有标志的，所以只能是在同一个进程组中进行通信，不同的祖先产生的进程之间是不可以的！！所以此处引入FIFO机制
同样也只能是单流的！不同的是FIFO是有标志的！每个FIFO都有一个路径名与之相关！
FIFO也称为 “有名管道”
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo( const char* pathname, mode_t mode );
mode 与 open函数中的一样，默认为：O_CREAT | O_EXCL
if FIFO 已经存在，那么返回EEXIST错误！if不存在那么就是创建新的FIFO。if仅仅是打开FIFO，那么就可以使用open()函数就可以了！
对于一个已经创建好的FIFO来说，只能是读或者写，不能同时进行。( 半双工 )
对于FIFO来说：先进先出，所以从开头读，从尾部写
查看所创建的管道：
ls -lF /tmp/my_fifo
> prwxr-xr-x 1 pt gf 0 2012-01-13 10:43/tmp/my_fifo|
注意：ls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ls命令的-F选项添加的，它也表示是这是一个管道。
二.
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
int main()
{
intres;
if ( ( res =mkfifo("/tmp/my_fifo", 0777) ) == 0 ) //!> 对于mkfifo来说：成功则返回0，否则返回-1
{ //!>注意全名就是 /tmp/my_fifo 其实就是tmp路径下的 my_fifo 文件
printf("FIFOcreated/n");
}
return0;
//!> exit(EXIT_SUCCESS);
}
三.
1.简介：
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。
2.代码：
#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" //!> FIFO全名
#define BUFFER_SIZE 40 //!> PIPE_BUF，linux 2.6.11 以前，是4096，以后是65536。
#define TEN_MEG 36 * 10 //!> ( 1024 * 1024 * 10)
int main()
{
intpipe_fd;
intres;
intopen_mode =O_WRONLY; //!> 生产者：只是写data就可以了～
int bytes =0;
charbuffer[BUFFER_SIZE + 1] ="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"; //!> 36 个测试字符
if( access(FIFO_NAME, F_OK ) == -1) //!> if 文件不存在( if 文件存在，那么access返回值是0 )
{
res =mkfifo( FIFO_NAME, 0777); //!> 文件不存在就创建文件
if( res != 0) //!> 文件创建成功就返回0，否则返回-1，此处就是没有成功的情况
{
fprintf(stderr, "Can't create fifo %s/n", FIFO_NAME );
exit(EXIT_FAILURE );
}
}
printf("Process %d opening FIFO O_WRONLY /n", getpid());
pipe_fd =open( FIFO_NAME, open_mode); //!> 打开创建的文件是只写模式 （ 注意open返回的是文件描述符 ）
//!>从此处开始：生产者开始写文件，所以需要启动Device，那么就由“消费者”来执行CPU
printf("Process %d ---> FILE ID： %d/n",getpid(), pipe_fd );
if( pipe_fd!= -1 ) //!>对于open来说，成功返回FILE_ID，失败返回-1 ( 此处是成功～ )
{
chartest_char ='0';
while( bytes< TEN_MEG) //!> 指定大小为TEN_MEG
{
//!>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
test_char++; //!> 作为测试字符(标志每次读出来的是不是写入的还是仅仅是开头的数据 )
int len =strlen( buffer); //!> 测试字符串处理( 仅仅是测试而已 )
buffer[len]= test_char;
buffer[len+1] = '/0';
//!>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
res = write(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE ); //!> 将数据写到文件中 (注意返回的是一次写入的字节数 )
if( res ==-1 )
{
fprintf(stderr, "Write error on pipe/n" );
exit(EXIT_FAILURE );
}
printf("生产者写入：---> ");
puts( buffer);
bytes +=res;
}
close(pipe_fd ); //!> 关闭文件描述符( 也就是关闭文件s )
}
else
{
exit(EXIT_FAILURE );
}
printf("Process %d finish... /n",getpid() );
exit( 0);
}
#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"
//!> 注意消费者需要访问的路径就是“生产者”的写入路径文件(一个写，一个读)
#define BUFFER_SIZE 40
//!>PIPE_BUF //!> PIPE_BUF，linux 2.6.11 以前，是4096，以后是65536。
int main()
{
intpipe_fd;
intres;
intopen_mode =O_RDONLY; //!> 消费者只读
int bytes =0;
charbuffer[BUFFER_SIZE + 1];
memset(buffer, '/0', sizeof( buffer )); //!> 分配给buffer结束字符值而已
printf("Process %d opening FIFO O_RDONLY /n", getpid() );
pipe_fd =open( FIFO_NAME, open_mode); //!> 打开已有的文件只读
printf("Process %d result %d /n", getpid(), pipe_fd );
if( pipe_fd!= -1 )
{
res = read(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE); //!> 读取第一次( 以防没有数据 )
while( res> 0 )
{
bytes +=res;
printf("消费者读出：---> ");
puts( buffer);
res = read(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE); //!>从文件中读取data到buffer中
}
close(pipe_fd );
}
else
{
exit(EXIT_FAILURE );
}
printf("Process %d finished, %d bytes read/n", getpid(),bytes);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
3.运行及结果分析：
原理：消费者和生产者共用这个 有名pipe(FIFO)，本质相当与是指针而已，
都往后只，取值也往后取值，所以每次取的顺序就是写入的顺序
编译这两个程序：
gcc –o c cons.c
gcc –o p per.c
运行这两个程序：
将生产者程序后台运行
./p&
再运行消费者程序
./c
终端COPY：
pt@ubuntu:~/桌面/net programming/进程通信/FIFO/生产者消费者$ ./p&
[1] 6055
Process 6055 opening FIFO O_WRONLY
pt@ubuntu:~/桌面/net programming/进程通信/FIFO/生产者消费者$ ./c
Process 6056 opening FIFO O_RDONLY
Process 6056 result 3
Process 6055 ---> FILE ID： 3
生产者写入：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1 //!> 说明：生产者的读出就是写入的内容
生产者写入：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12 //!> 也就是说：指针是跟着走的，并不是普通的文件
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1
生产者写入：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12
生产者写入：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123
生产者写入：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234
生产者写入：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123456
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345
生产者写入：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123456
生产者写入：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345678
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567
生产者写入：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123456789
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345678
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123456789
Process 6055 finish...
Process 6056 finished, 360 bytes read/n[1]+ Done ./p
四.
1.简介
server 要以一个熟知路径创建一个 FIFO 来监听所有的 client 的请求！所以可以是开启读pipe口，关闭写口
对于子进程来说，就是要写入数据就可以了！
但是为了返回server的反馈数据，那么子进程还是需要pipe来接受data fromserver；可以以自己的ID来创建！
2.代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define SERVER_FIFO_NAME "/tmp/Linux/server_fifo"
#define CLIENT_FIFO_NAME "/tmp/Linux/client_%d_fifo"
//!>注意对于不同的client需要创建不同的自己的FIFO(可以根据自己唯一的pid来格式化)
#define BUFFER_SIZE PIPE_BUF
#define MESSAGE_SIZE 20
#define NAME_SIZE 256
typedef structmessage //!> message数据结构
{
pid_tpid;
chardata[MESSAGE_SIZE + 1];
}message;
#include "cs.h"
int main()
{
intserver_fifo_fd; //!> 打开server FIFO的描述符
intclient_fifo_fd; //!> 打开client FIFO的描述符
messagemsg; //!> 接收client的请求 de 信息
char *p; //!> 此value仅仅是为了简单处理data而已
charclient_fifo_name[NAME_SIZE]; //!>先获得client的msg，取出client的pid，拼接成client的pid，用于反馈信息
if( (access( SERVER_FIFO_NAME, F_OK ) ) == -1) //!> if server的FIFO还不存在，就创建FIFO文件
{
if( (mkfifo( SERVER_FIFO_NAME, 0777 ) ) == -1) //!> 创建server的FIFO
{
printf("Fail To Create SERVER FIFO ");
exit(EXIT_FAILURE); //!> failure
}
}
server_fifo_fd = open( SERVER_FIFO_NAME, O_RDONLY );
if(server_fifo_fd == -1) //!> fail to open the fifo file
{
printf("Failto open server_fifo_file");
exit(EXIT_FAILURE );
}
sleep(5);
while( (read( server_fifo_fd, &msg, sizeof( msg ) ) )> 0)
//!> exist themsg( 主要是为了获取data加以处理，还有：获取client的pid，来获得反馈的client的FIFO PIPE )
{
//!>注意：此处一定是while不是if，因为有多个客户端，所以需要一个所谓死循环(也就是当最后一个客户都关闭就结束)
p =msg.data; //!> 指针处理(简单处理数据而已)
while( *p) //!> 当字符串还没有结束
{
( *p ) =toupper( *p); //!> 处理成大写字母而已
p++;
}
sprintf(client_fifo_name, CLIENT_FIFO_NAME, msg.pid); //!> 将数据格式化成client的标准名称
client_fifo_fd = open( client_fifo_name, O_WRONLY );
if(client_fifo_fd == -1) //!> Fait to open
{
printf("Fait to open client FIFO..." );
exit(EXIT_FAILURE );
}
write(client_fifo_fd, &msg, sizeof( msg )); //!> write into client fifo
close(client_fifo_fd);
}
close(server_fifo_fd);
unlink(SERVER_FIFO_NAME); //!> 关闭链接
exit(EXIT_SUCCESS);
}
#include "cs.h"
int main()
{
intserver_fifo_fd;
intclient_fifo_fd;
charclient_fifo_name[NAME_SIZE];
messagemsg;
msg.pid =getpid();
sprintf(client_fifo_name, CLIENT_FIFO_NAME, getpid()); //!> 格式化此client的名称
if( (access( client_fifo_name, F_OK ) ) == -1) //!>没有此FIFO文件就创建
{
if( (mkfifo( client_fifo_name, 0777 ) ) == -1) //!> Fail to create client fifo
{
printf("Fail to create client fifo..." );
exit(EXIT_FAILURE );
}
}
server_fifo_fd = open( SERVER_FIFO_NAME, O_WRONLY); //!> 写入内容
if( server_fifo_fd == -1 )
{
printf("Failto open server fifo...");
exit(EXIT_FAILURE );
}
sprintf( msg.data, "hello from %d...", msg.pid ); //!> 格式化到msg中等待发送
printf( "%d send the msg...", getpid() );
write( server_fifo_fd, &msg, sizeof( msg ) );
close( server_fifo_fd);
client_fifo_fd = open( client_fifo_name, O_RDONLY );
if(client_fifo_fd == -1 )
{
printf("Failto open client fifo...");
exit(EXIT_FAILURE );
}
if( ( read(client_fifo_fd, &msg, sizeof( msg ) ) )> 0 )
{
printf("/nClient %d recived msg: ---> %s /n", msg.pid,msg.data );
}
close(client_fifo_fd);
unlink(client_fifo_name);
exit(EXIT_SUCCESS );
}
最后来说：其实本质就是创建一个文件作为交换区而已！结果也就是创建文件，打开文件，操作文件。。。
摘自 shanshanpt的专栏
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