客户进程-服务器进程使用FIFO进行通信

程序要求;利用FIFO实现一个客户/服务器的应用程序，服务器进程接受请求，对它们进程处理，最后把结果数据返回给发送请求的客户方。

       首先建立一个头文件client.h，它定义了客户和服务器程序都要用到的数据结构，并包含了必要的头文件。

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <limits.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>

    #define SERVER_FIFO_NAME "/tmp/Linux/chaper12/server_fifo"
    #define CLIENT_FIFO_NAME "/tmp/Linux/chaper12/client_%d_fifo"

    #define BUFFER_SIZE PIPE_BUF
    #define MESSAGE_SIZE 20
    #define NAME_SIZE 256

    typedef struct message
    {
        pid_t client_pid;
        char data[MESSAGE_SIZE + 1];
    }message;

接下来是服务器程序server.c，在这一部分，是以只读阻塞模式打开服务器管道，用于接收客户发送过来的数据，这些数据采用message结构体封装。

#include "client.h"

    int main()
    {
        int server_fifo_fd;
        int client_fifo_fd;

        int res;
        char client_fifo_name[NAME_SIZE];

        message msg;

        char *p;

        if (mkfifo(SERVER_FIFO_NAME, 0777) == -1)
        {
            fprintf(stderr, "Sorry, create server fifo failure!/n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        server_fifo_fd = open(SERVER_FIFO_NAME, O_RDONLY);
        if (server_fifo_fd == -1)
        {
            fprintf(stderr, "Sorry, server fifo open failure!/n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        sleep(5);

       while (res = read(server_fifo_fd, &msg, sizeof(msg)) > 0)
       {
            p = msg.data;
            while (*p)
            {
            *p = toupper(*p);
            ++p;
            }

            sprintf(client_fifo_name, CLIENT_FIFO_NAME, msg.client_pid);
            client_fifo_fd = open(client_fifo_name, O_WRONLY);
            if (client_fifo_fd == -1)
            {
            fprintf(stderr, "Sorry, client fifo open failure!/n");
            exit(EXIT_FAILURE);
            }

            write(client_fifo_fd, &msg, sizeof(msg));
            close(client_fifo_fd);
        }

        close(server_fifo_fd);
        unlink(SERVER_FIFO_NAME);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

  客户端程序client.c，这个程序用于向服务器发送消息，并接收来自服务器的回复。

 

#include "client.h"

    int main()
    {
        int server_fifo_fd;
        int client_fifo_fd;

        int res;

        char client_fifo_name[NAME_SIZE];

        message msg;

        msg.client_pid = getpid();
        sprintf(client_fifo_name, CLIENT_FIFO_NAME, msg.client_pid);

        if (mkfifo(client_fifo_name, 0777) == -1)
        {
            fprintf(stderr, "Sorry, create client fifo failure!/n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        server_fifo_fd = open(SERVER_FIFO_NAME, O_WRONLY);
        if (server_fifo_fd == -1)
        {
            fprintf(stderr, "Sorry, open server fifo failure!/n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        sprintf(msg.data, "Hello from %d", msg.client_pid);
        printf("%d sent %s ", msg.client_pid, msg.data);
        write(server_fifo_fd, &msg, sizeof(msg));

        client_fifo_fd = open(client_fifo_name, O_RDONLY);
        if (client_fifo_fd == -1)
        {
            fprintf(stderr, "Sorry, client fifo open failure!/n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        res = read(client_fifo_fd, &msg, sizeof(msg));
        if (res > 0)
        {
            printf("received:%s/n", msg.data);
        }

        close(client_fifo_fd);
        close(server_fifo_fd);
        unlink(client_fifo_name);

        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

编译程序：

gcc –o server server.c

gcc –o client client.c

 

测试这个程序，我们需要一个服务器进程和多个客户进程。为了让多个客户进程在同一时间启动，我们使用了shell命令：

[root@localhost chaper12]# ./server &

[26] 5171

[root@localhost chaper12]# for i in 1 2 3 4 5; do ./client & done

[27] 5172

[28] 5173

[29] 5174

[30] 5175

[31] 5176

[root@localhost chaper12]# 5172 sent Hello from 5172 received:HELLO FROM 5172

5173 sent Hello from 5173 received:HELLO FROM 5173

5174 sent Hello from 5174 received:HELLO FROM 5174

5175 sent Hello from 5175 received:HELLO FROM 5175

5176 sent Hello from 5176 received:HELLO FROM 5176

 

       分析这个例子，服务器以只读模式创建它的FIFO并阻塞，直到第一个客户以写方式打开同一现个FIFO来建立连接为止。此时，服务器进程解除阻塞并执行sleep语句，这使得来自客户的数据排除等候。在实际应用程序中，应该把sleep语句删除，这里面只是为了演示当有多个客户请求同时到达时，程序的正确操作方法。

       与此同时，在客户端打开服务器FIFO后，它创建自己唯一的一个命名管道以读取服务器返回的数据。完成这些工作后，客户发送数据给服务器（如果管道满或服务器仍处于休眠就阻塞），并阻塞于对自己FIFO的read调用上，等待服务器响应。

       接收到来自客户的数据后，服务器处于它，然后以写的方式打开客户管道并将处理后的数据返回，这将解除客户端的阻塞状态，客户程序就可以从自己的管道里面读取服务器返回的数据了。

       整个处理过程不断重复，直到最后一个客户关闭服务器管道为止，这将使服务器的read调用失败（返回0），因为已经没有进程以写方式打开服务器管道了。如果这是一个真正的服务器进程的话，它还需要继续等待其他客户的请求，我们就需要对它进行修改，有两种方法：

       （1）对它自己的服务器管道打开一个文件描述符，这样read调用将阻塞而不是返回0。

       （2）当read调用返回0时，关闭并重新打开服务器管道，使服务器进程阻塞在open调用处以等待客户的到来，就像它最初启动时那样。