IPC under Linux-FIFO(1)

2010年8月20日 由 edsionte 留言 »

上文中我们了解了管道这个基本的通信方式,不过在文章最后我们也总结了管道的相关局限性,比如仅可以在亲缘进程之间进行通信等。本文要说明的IPC通信方式实际上可称作PIPE的加强版:有名管道(FIFO或者named PIPE)。首先“望文思意”,FIFO是具有具体文件名的(具体路径名),因为FIFO是一个设备文件。因此,对于一般文件的操作,比如open,write,read都可以对有名管道进行操作。

1.创建有名管道

使用mkfifo函数就可以了,但是并不会类似PIPE那样:先fork,再mkfifo。还记得吗,任意进程间都可以进行FIFO通信,因此在A程序(进程)中创建了管道,在B程序(进程)中只要打开相应的管道即可。

2.有名管道的打开规则

当我们创建了有名管道时,每次使用前还要用open函数打开这个管道文件。其实这并不是有名管道的什么特殊之处,因为有名管道是存在于磁盘上的文件,而管道是存在内存中的特殊文件。

这里我们需要注意的是,进程以不同的方式打开有名管道,会对其自身产生不同的影响。下面我们一点一点的去了解。

首先,如果进程以O_RDWR方式打开管道,此进程一定不会阻塞。

如果进程A以只写方式打开管道,那么这个进程会一直阻塞到有另外一个进程B以写方式打开管道为止。当然,如果A进程以只读方式打开管道前,B进程就已经以只写方式打开了管道,那么A进程必然不会阻塞。

类似的,如果A进程以只写方式打开管道,而没有其他进程以读方式打开管道,那么A进程也会阻塞。

上面我们所说的规则具有一般性,因为缺省情况下进程是以阻塞方式打开文件的。如果我们打开管道时加入了非阻塞标志(O_NONBLOCK),那么又会产生和上面不一样的情况。具体如下问所述。

如果进程A以只写方式打开管道,此时又无其他进程以只读方式打开管道,那么进程A将返回错误标志ENXIO。进程A以只读方式打开管道的情况与上类似。

如何去验证上述打开规则?《LinuxC编程实战》一书中例10-5就是个很好的验证程序。

如果按照此书所述那样去运行程序,可以发现procwrite会在procread运行前阻塞。如果我们在procwrite.c中以可读写方式打开管道,那么可以发现运行procwrite后立马会运行完毕。而且,我们ls -l一下,可以发现当前目录下多了一个myfifo的管道文件(注意文件存取权限最前面的那个P)。

关于打开规则更多的测试,请参考这里的例子:附录2,对我们的理解有极大帮助。

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