Linux程式間通訊②：有名管道FIFO

常規的匿名管道通過pipe建立一片記憶體緩衝區，並對外提供兩個檔案描述符，用於只讀或者只寫操作。但其使用範圍很小，只能用於父、子程式間的通訊。因此Linux還提供有名管道的支援。

管道的本質是一片可以讀寫的緩衝區域，Linux將其描述為檔案（UNIX思想：一切IO皆是檔案） 對於有名管道，其主要特點是：

• 存在於檔案系統中，包含檔名，管道檔案被組織成樹狀結構
• 兩個程式之間無需有聯絡，可以通過管道進行通訊
• 對有名管道的操作和檔案操作類似，支援讀，寫

 

【有名管道的建立】

mkfifo(const char* filename,mode)   //建立指定名字的管道檔案  並指明mode

int main()
{
    if(mkfifo("./fifo_test",0777)<0)
    {
        cout<<"create fifo error"<<endl;
        return -1;
    }
    cout<<" create success"<<endl;
    return 0;
}

執行結果：

可以看到，通過mkfifo成功建立了fifo_test的管道檔案，但其與磁碟上的普通檔案不同，只是對緩衝區的一個抽象描述。

 

基於這個有名管道，fifo_test  可以通過其它程式來實現讀寫操作。

【寫端】

首先通過access判斷管道檔案是否存在，如果不在，那麼mkfifo建立一個管道檔案。

然後，不斷的接受stdin輸入，並通過write寫入到管道檔案

當輸入的字元為'q'時，結束程式

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include<iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include "sys/types.h"
#include "fcntl.h"
using  namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
    int i, ret, fd;
    char p_flag = 0;

    /* 建立有名管道 */
    if (access("./myfifo", 0) < 0) {   //先判斷有名管道檔案是否存在,不存在需要先建立
        ret = mkfifo("./myfifo", 0777);  //許可權
        if (ret < 0) {
           cout<<"create fifo error"<<endl;
            return -1;
        }
        cout<<"create fifo success"<<endl;
    }

    fd=open("./myfifo", O_WRONLY);//只寫入方式
    if (fd < 0) {
        cout<<"open fifo error"<<endl;
        return -1;
    }
    cout<<"open fifo success"<<endl;

   char c;
   while(cin>>c)
   {
	    write(fd,&c,sizeof(c));
       if(c=='q')
           break;
      
   }
  
    return 0;
}

 

【讀端】

首先通過access判斷管道檔案是否存在，如果不在，那麼mkfifo建立一個管道檔案。

然後，不斷的通過read從管道讀取字元，並顯示。

當接收的字元為'q'時，結束程式

 

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i, ret, fd;
    char p_flag = 0;
    if (access("./myfifo", 0) < 0) {   //先判斷有名管道檔案是否存在,不存在需要先建立
        ret = mkfifo("./myfifo", 0777);  //許可權
        if (ret < 0) {
           cout<<"create fifo error"<<endl;
            return -1;
        }
        cout<<"create fifo success"<<endl;
    }
    fd=open("./myfifo", O_RDONLY);//只讀方式
    if (fd < 0) {
        cout<<"open fifo error"<<endl;
        return -1;
    }
    cout<<"open fifo success"<<endl;
   char c;
   while(1)
   {
       read(fd,&c, sizeof(c));
       cout<<c<<endl;//列印輸出
       if(c=='q')
           break;
   }

    return 0;
}

 

 

g++ write.cpp -o write
g++ read.cpp -o read

 

 

分別啟動寫入端程式，讀取端程式，執行結果：

 

由此可見，有名管道 named pipe 其主要特點是：

1. 提供了一種多程式之間通訊的方式，本質是多程式讀取同一片記憶體緩衝區。
2. 相較於匿名管道，由於採取了檔名標識，可以在不是父子程式關係之間通訊。
3. 對管道的讀寫操作與其它檔案操作類似，Linux通過VFS進行抽象統一描述。（一切IO皆是檔案思想）