管道（二）--FIFO管道

1.FIFO的概念

FIFO又称为有名管道，是一种文件类型，在文件系统中可以看到。程序中可以查看文件stat结构中st_mode成员的值来判断文件是否是FIFO文件，创建一个FIFO文件类似于创建文件。FIFO文件就像普通文件一样。

FIFO的通信方式类似于在进程中使用文件来传输数据，只不过FIFO类型文件同时具有管道的特性。在数据读出时，FIFO管道中同时清除数据。在shell中mkfifo命令可以建立有名管道。

 

用法：mkfifo [options] name

      mkfifo -m 666 fifo1 (-m mode 指定了要创建的FIFO的模式，666指定了只有读写权限，FIFO文件隐性的规定不具有执行权限）

2.创建FIFO

FIFO文件像普通文件一样，也可以经过路径名来访问。

#include

#include

int mkfifo(const char *filename,mode_t mode);

参数：mode指定FIFO的读写权限，新创建的FIFO的用户ID和组ID规则与open函数相同。

     filename指定新创建FIFO的文件名称。

返回值：如果成功，返回0；出错返回-1，并更改errno的值。

3.FIFO的读写操作

FIFO的写操作规则类似于匿名管道的写操作规则，当没有进程为读打开FIFO，调用write函数来进行写操作会产生信号SIGPIPE，则信号可以被捕捉或被忽略。

注：当FIFO的所有写进程都已关闭，则为FIFO的读进程产生一个文件结束符。

FIFO的出现，解决了系统在应用过程中产生的大量的中间临时文件的问题。FIFO可以被shell调用使数据从一个进程到另一个进程，系统不必为该中间通道去清除不必要的垃圾，或者去释放该通道的资源，它可以被留作后来的进程使用，并且规避了匿名管道在作用于的限制，可应用于不相关的进程之间。

write_fifo.c

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

#define BUFS PIPE_BUF //PIPE_BUF管道默认一次性读写的数据长度

int main(void)
{
    int fd;
    int n,i;
    char buf[BUFS];

    time_t tp;

    printf("I am %d\n",getpid());

    if((fd=open("fifo1",O_WRONLY))<0) //只写打开FIFO1
    {
        perror("open");
        exit(1);
    }

    for(i=0;i<10;i++)
    {
        time(&tp);
        n=sprintf(buf,"write_info %d sends %s",getpid(),ctime(&tp));
        printf("send msg:%s\n",buf);

        if(write(fd,buf,n+1)<0){//写入到FIFO中
         perror("write");
         close(fd);  //写入FIFO失败，则关闭fifo文件
         exit(1);
        }
        sleep(3);   //进程睡眠3秒
    }

    close(fd);
    exit(0);
}

read_fifo.c文件

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define BUFS PIPE_BUF //PIPE_BUF管道默认一次性读写的数据长度

int main(void)
{
int fd;
int len;
char buf[BUFS];
mode_t mode=0666;

if((fd=open("fifo1",O_RDONLY))<0)
{
perror("open");
exit(1);
}

while((len=read(fd,buf,BUFS))>0)
printf("read_fifo read:%s",buf);

close(fd);
exit(0);
}

read_fifo.c使用while循环从FIFO中读取数据，在读取FIFO管道数据时，默认一次读取PIPE_BUF个字节，当管道中数据多于PIPE_BUF个字节时，一次性读出PIPE_BUF-1个字节，然后read函数返回。
上述例子可以扩展成客户端与服务器通信的实例，write_fifo类似于客户端，可以打开多个客户端向一个服务器发送请求信息，read_fifo类似于服务器，实时监控者FIFO的读出端，当有数据时，读出并进行处理，但前提是，每一个客户端必须预先知道服务器提供的FIFO接口。

 

4.FIFO的缺点

客户端向服务器发送请求，前提是要知道一个公共的FIFO通道，对于服务器回传应答到客户端，可以通过为每个客户端创建一专用的FIFO，来实现应答回传。这样，服务器如果要应答成千上万个客户端，创建太多的FIFO会使系统负载过大。