shell 匿名管道和命名管道

管道的特點：如果管道中沒有數據，那么取管道數據的操作就會滯留，直到管道內進入數據，然后讀出后才會終止這一操作；同理，寫入管道的操作如果沒有讀取管道的操作，這一動作也會滯留。

1，匿名管道

匿名管道使用符號 |  表示，管道的兩端時兩個普通的，匿名的，打開的文件描述符：一端只讀和一端只寫。 

cat file | less

2，命名管道

命名管道也稱FIFO，先進先出，任何進程都可以通過FIFO共享數據；除非FIFO兩端同時又讀與寫的進程，否則FIFO的數據量將會阻塞；

匿名管道和命名管道的區別：

• 匿名管道shell自動創建，存在於內核中；FIFO是又程序創建( mkfifo 命令)，存在於系統文件中；
• 匿名管道是單向的字節流，而FIFO則是雙向的字節流。

語法：

mkfifo [ -m Mode ] Filename

Mode用於設置權限

退出狀態：

0  ：成功創建所指定的FIFO特別文件

>0：發生錯誤

example2.1：

 [yuzhimin@gate02 shell_test]$ mkfifo -m 666 fifo_test2  

結果如下：

[yuzhimin@gate02 shell_test]$ ll fifo_test*
prw-rw-rw-. 1 yuzhimin zmyu 0 Mar 19 15:14 fifo_test2

example2.2：

[yuzhimin@gate02 shell_test]$ mkfifo -m g-w,o-rw fifo_test4
[yuzhimin@gate02 shell_test]$ mkfifo -m g+w fifo_test5
[yuzhimin@gate02 shell_test]$ ll fifo_test*
prw-r-----. 1 yuzhimin zmyu 0 Mar 19 15:17 fifo_test4
prw-rw-rw-. 1 yuzhimin zmyu 0 Mar 19 15:18 fifo_test5

 

 

 

參考資料：

https://www.cnblogs.com/xianghang123/archive/2012/03/31/2427731.html

示例

   1. 要使用許可權 prw-r–r– 創建 FIFO 特別文件，請輸入：
      mkfifo  -m 644 /tmp/myfifo
      此命令使用所有者的讀／寫許可權以及組和其他用戶的讀許可權來創建 /tmp/myfifo 文件。
   2. 使用 -（減號）操作符創建一個 FIFO 特別文件以設置 prw-r—– 許可權，請輸入：
      mkfifo  -m g-w,o-rw /tmp/fifo2
      此命令創建 /tmp/fifo2 文件，刪除組的寫權限和其他用戶的所有許可權。

          注：如果多於一個的文件是用 -（減號）操作符創建的，那么用頓號分隔每個方式說明符，中間不用空格。

文件

/usr/bin/mkfifo     包含 mkfifo 命令。

 

Linux下進程間通信：命名管道-mkfifo

 

 

IPC Linux mkfifo mknode 命名管道 進程間通信

摘要：進程間通信的方法有很多，FIFO與管道是最古老，也是相對來說更簡單的一個通信機制。FIFO相對管道有一個優勢，就是FIFO只要求兩個進程是同一主機的，而不要求進程之間存在親緣關系。FIFO是存在於文件系統的文件，可以使用諸如open、read、write等函數來操作。本文總結網絡和APUE關於FIFO討論，同時參考了Linux系統手冊。

目錄 [ 隱藏]

FIFO（命名管道）概述 mkfifo函數 命名管道讀寫規則 從FIFO中讀取數據 從FIFO中寫入數據 FIFO示例

FIFO（命名管道）概述

FIFO是一種進程通信機制，它突破通常管道無法進行無關進程之間的通信的限制，使得同一主機內的所有的進程都可以通信。FIFO是一個文件類型，stat結構中st_mode指明一個文件結點是不是一個FIFO，可以使用宏S_ISFIFO來測試這一點。

當一個FIFO存在於文件系統里時，我們只需要在想進行通信的進程內打開這個文件就可以了。當然FIFO作為一個特殊的文件，它有一些不同普通文件特性，下面會詳細詳述它的讀寫規則，這些相對精通文件來有一定的區別。

我們可以使用open、read、write來操作FIFO文件，從而實現進程間通信的目的。在shell環境下，也可以直接使用FIFO，這時往往與重寫向有一些關聯，一般系統都提供mkfifo實用程序來創建一個FIFO文件，這個程序實際上使用mkfifo系統調用來完成這個事。

mkfifo函數

mkfifo創建一個指定名字的FIFO，它的函數原型如下：

#include<sys/stat.h>
int mkfifo(const char* pathname, mode_t mode);
返回值：成功，0；失敗，-1

 

參數pathname指出想要創建的FIFO路徑，參數mode指定創建的FIFO訪問模式。這個訪問會與當前進程的umask進程運算，以產生實際應用的權限模式。

mkfifo返回-1時表示創建過程中遇到某種錯誤，此時會設置errno，用戶可以檢測errno來取得進一步信息：

EACCES： 路徑所在的目錄不允許執行權限EEXIST：路徑已經存在，這時包括路徑是一個符號鏈接，無論它是懸空還沒有懸空。ENAMETOOLONG：要么全部的文件名大於PATH_MAX，要么是單獨的文件名大於NAME_MAX。在GNU系統里沒有這個文件名長度的限制，但在其它系統里可能存在。ENOENT：目錄部分不存在，或者是一個懸空鏈接。ENOTDIR：目錄部分不一個目錄。EROFS：路徑指向一個只讀的文件系統。

 

命名管道讀寫規則

FIFO又叫命名管道，事實上它與管道確實在下許多相似之處，下面關於規則的討論很體現這個相似。

從FIFO中讀取數據

約定：如果一個進程為了從FIFO中讀取數據而阻塞打開了FIFO，那么稱該進程內的讀操作為設置了阻塞標志的讀操作。

如果有進程寫打開FIFO，且當前FIFO為空，則對於設置了阻塞標志的讀操作來說，將一直阻塞下去，直到有數據可以讀時才繼續執行；對於沒有設置阻塞標志的讀操作來說，則返回0個字節，當前errno值為EAGAIN，提醒以后再試。對於設置了阻塞標志的讀操作來說，造成阻塞的原因有兩種：一、當前FIFO內有數據，但有其它進程在讀這些數據；二、FIFO本身為空。
解阻塞的原因是：FIFO中有新的數據寫入，不論寫入數據量的大小，也不論讀操作請求多少數據量，只要有數據寫入即可。讀打開的阻塞標志只對本進程第一個讀操作施加作用，如果本進程中有多個讀操作序列，則在第一個讀操作被喚醒並完成讀操作后，其它將要執行的讀操作將不再阻塞，即使在執行讀操作時，FIFO中沒有數據也一樣（此時，讀操作返回0）。如果沒有進程寫打開FIFO，則設置了阻塞標志的讀操作會阻塞。如果FIFO中有數據，則設置了阻塞標志的讀操作不會因為FIFO中的字節數少於請求的字節數而阻塞，此時，讀操作會返回FIFO中現有的數據量。從FIFO中寫入數據

約定：如果一個進程為了向FIFO中寫入數據而阻塞打開FIFO，那么稱該進程內的寫操作為設置了阻塞標志的寫操作。

FIFO的長度是需要考慮的一個很重要因素。系統對任一時刻在一個FIFO中可以存在的數據長度是有限制的。它由#define PIPE_BUF定義，在頭文件limits.h中。在Linux和許多其他類UNIX系統中，它的值通常是4096字節，Red Hat Fedora9下是4096，但在某些系統中它可能會小到512字節。

雖然對於只有一個FIFO寫進程和一個FIFO的讀進程而言，這個限制並不重要，但只使用一個FIFO並允許多個不同進程向一個FIFO讀進程發送請求的情況是很常見的。如果幾個不同的程序嘗試同時向FIFO寫數據，能否保證來自不同程序的數據塊不相互交錯就非常關鍵了à也就是說，每個寫操作必須“原子化”。

設置了阻塞標志的寫操作：

當要寫入的數據量不大於PIPE_BUF時，Linux將保證寫入的原子性。如果此時管道空閑緩沖區不足以容納要寫入的字節數，則進入睡眠，直到當緩沖區中能夠容納要寫入的字節數時，才開始進行一次性寫操作。即寫入的數據長度小於等於PIPE_BUF時，那么或者寫入全部字節，或者一個字節都不寫入，它屬於一個一次性行為，具體要看FIFO中是否有足夠的緩沖區。當要寫入的數據量大於PIPE_BUF時，Linux將不再保證寫入的原子性。FIFO緩沖區一有空閑區域，寫進程就會試圖向管道寫入數據，寫操作在寫完所有請求寫的數據后返回。

沒有設置阻塞標志的寫操作：

當要寫入的數據量不大於PIPE_BUF時，Linux將保證寫入的原子性。如果當前FIFO空閑緩沖區能夠容納請求寫入的字節數，寫完后成功返回；如果當前FIFO空閑緩沖區不能夠容納請求寫入的字節數，則返回EAGAIN錯誤，提醒以后再寫。當要寫入的數據量大於PIPE_BUF時，Linux將不再保證寫入的原子性。在寫滿所有FIFO空閑緩沖區后，寫操作返回。FIFO示例

本段給出使用FIFO一個示例，它體現了兩個使用FIFO的典型情景。

創建FIFO

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
int main()
{
        int res = mkfifo("/tmp/my_fifo", 0777);
        if(res == 0)
        {
                printf("FIFO created\n");
        }
        exit(EXIT_SUCCESS);
}

使用FIFO

#include<errno.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>

FIFO "/tmp/my_fifo"
//本程序從一個FIFO讀數據，並把讀到的數據打印到標准輸出
//如果讀到字符“Q”，則退出
int main(int argc, char** argv)
{
        char buf_r[100];
        int fd;
        int nread;
        if((mkfifo(FIFO, O_CREAT) < 0) && (errno != EEXIST))
        {
                printf("不能創建FIFO\n");
                exit(1);
        }

        printf("准備讀取數據\n");
        fd = open(FIFO, O_RDONLY, 0);
        if(fd == -1)
        {
                perror("打開FIFO");
                exit(1);
        }

        while(1)
        {
                if((nread = read(fd, buf_r, 100)) == -1)
                {
                        if(errno == EAGAIN) printf("沒有數據\n");
                }

                //假設取到Q的時候退出
                if(buf_r[0]=='Q') break;

                buf_r[nread]=0;
                printf("從FIFO讀取的數據為：%s\n", buf_r);
                sleep(1);
        }

}