Linux进程通信(System V)第二节------>FIFO


一.
 
一些简单理解：
我们知道管道是没有标志的，所以只能是在同一个进程组中进行通信，不同的祖先产生的进程之间是不可以的！！所以此处引入FIFO机制
同样也只能是单流的！不同的是FIFO是有标志的！每个FIFO都有一个路径名与之相关！
FIFO也称为 “有名管道”
 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
 
int mkfifo( const char* pathname, mode_t mode );
 
mode 与 open函数中的一样，默认为：O_CREAT | O_EXCL
 
if FIFO 已经存在，那么返回EEXIST错误！if不存在那么就是创建新的FIFO。if仅仅是打开FIFO，那么就可以使用open()函数就可以了！
 
对于一个已经创建好的FIFO来说，只能是读或者写，不能同时进行。( 半双工 )
 
对于FIFO来说：先进先出，所以从开头读，从尾部写
 
查看所创建的管道：
ls -lF /tmp/my_fifo
 
> prwxr-xr-x 1 pt gf 0 2012-01-13 10:43/tmp/my_fifo|
 
注意：ls命令的输出结果中的第一个字符为p，表示这是一个管道。最后的|符号是由ls命令的-F选项添加的，它也表示是这是一个管道。
 
 
二.
 
#include<stdio.h> 
 
#include<stdlib.h> 
#include<sys/types.h> 
#include<sys/stat.h> 
    
int main() 
{ 
      intres;
  
      if ( ( res =mkfifo("/tmp/my_fifo", 0777) ) == 0 )       //!> 对于mkfifo来说：成功则返回0，否则返回-1
     {                                                 //!>注意全名就是   /tmp/my_fifo 其实就是tmp路径下的 my_fifo 文件
        printf("FIFOcreated\n"); 
     } 
 
     return0;
    //!> exit(EXIT_SUCCESS);
}
 
三.
 
1.简介：
两个独立的程序：
1.     生产者程序，它在需要时创建管道，然后尽可能快地向管道中写入数据。
2.     消费者程序，它从FIFO中读取数据并丢弃它们。
 
2.代码：
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <limits.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
 
#define FIFO_NAME   "/tmp/Linux/my_fifo"            //!> FIFO全名
#define  BUFFER_SIZE 40                              //!> PIPE_BUF，linux 2.6.11 以前，是4096，以后是65536。
#define TEN_MEG     36 * 10                        //!> ( 1024 * 1024 * 10)            
 
int main()
{
    intpipe_fd;
    intres;
    intopen_mode =O_WRONLY;                     //!> 生产者：只是写data就可以了～
   
    int bytes =0;
    charbuffer[BUFFER_SIZE + 1] ="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";      //!> 36 个测试字符
   
   
   
   
    if( access(FIFO_NAME, F_OK ) == -1)            //!> if 文件不存在( if 文件存在，那么access返回值是0 )
    {
       res =mkfifo( FIFO_NAME, 0777);            //!> 文件不存在就创建文件
      
       if( res != 0)                                 //!> 文件创建成功就返回0，否则返回-1，此处就是没有成功的情况
       {
          fprintf(stderr, "Can't create fifo %s\n", FIFO_NAME );
          exit(EXIT_FAILURE );
       }
    }
   
   printf("Process %d opening  FIFO O_WRONLY \n", getpid());
   
    pipe_fd =open( FIFO_NAME, open_mode);                  //!> 打开创建的文件是只写模式 （ 注意open返回的是文件描述符 ）
                                                            //!>从此处开始：生产者开始写文件，所以需要启动Device，那么就由“消费者”来执行CPU
    printf("Process %d ---> FILE  ID： %d\n",getpid(), pipe_fd );
 
    if( pipe_fd!= -1 )                        //!>对于open来说，成功返回FILE_ID，失败返回-1 ( 此处是成功～ )
   {   
       chartest_char ='0';   
         
       while( bytes< TEN_MEG)                             //!> 指定大小为TEN_MEG
       {
         //!>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>      
         test_char++;                  //!> 作为测试字符(标志每次读出来的是不是写入的还是仅仅是开头的数据 )
          int len =strlen( buffer);                                //!> 测试字符串处理( 仅仅是测试而已 )
          buffer[len]= test_char;                                 
         buffer[len+1] = '\0';
         //!>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
         
          res = write(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE ); //!> 将数据写到文件中   (注意返回的是一次写入的字节数 )
         
          if( res ==-1 )
          {
             fprintf(stderr, "Write error on pipe\n" );
             exit(EXIT_FAILURE );
          }
         
         printf("生产者写入：--->  ");
          puts( buffer);
          bytes +=res;
       }
       close(pipe_fd );                                          //!> 关闭文件描述符( 也就是关闭文件s )
    }
    else
    {
       exit(EXIT_FAILURE );
    }
 
    printf("Process %d   finish... \n",getpid() );
 
    exit( 0);
}
 
 
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <limits.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
 
#define  FIFO_NAME   "/tmp/Linux/my_fifo" 
 
//!> 注意消费者需要访问的路径就是“生产者”的写入路径文件(一个写，一个读)
 
#define  BUFFER_SIZE 40                          
 
 //!>PIPE_BUF                  //!> PIPE_BUF，linux 2.6.11 以前，是4096，以后是65536。
 
int main()
{
    intpipe_fd;
    intres;
    intopen_mode =O_RDONLY;                     //!> 消费者只读
    int bytes =0;
    charbuffer[BUFFER_SIZE + 1];
   
    memset(buffer, '\0', sizeof( buffer ));            //!> 分配给buffer结束字符值而已
   
    printf("Process %d opening FIFO O_RDONLY \n", getpid() );
   
    pipe_fd =open( FIFO_NAME, open_mode);      //!> 打开已有的文件只读
   
    printf("Process %d result %d \n", getpid(), pipe_fd );
   
    if( pipe_fd!= -1 )
    {
       res = read(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE);      //!> 读取第一次( 以防没有数据 )
       while( res> 0 )
       {
          bytes +=res;
         
         printf("消费者读出：--->  ");
          puts( buffer);
         
          res = read(pipe_fd, buffer, BUFFER_SIZE);   //!>从文件中读取data到buffer中   
       }
      
       close(pipe_fd );
    }
    else
    {
       exit(EXIT_FAILURE );
    }
   
   printf("Process %d finished, %d bytes read/n", getpid(),bytes); 
   exit(EXIT_SUCCESS);   
}
 
3.运行及结果分析：
 
原理：消费者和生产者共用这个 有名pipe(FIFO)，本质相当与是指针而已，
      都往后只，取值也往后取值，所以每次取的顺序就是写入的顺序
 
编译这两个程序：
gcc –o c cons.c
gcc –o p per.c
 
运行这两个程序：
               将生产者程序后台运行
                ./p&
               再运行消费者程序
                ./c
                       
终端COPY：
               
pt@ubuntu:~/桌面/net programming/进程通信/FIFO/生产者消费者$ ./p&
 
[1] 6055
Process 6055 opening  FIFO O_WRONLY
 
pt@ubuntu:~/桌面/net programming/进程通信/FIFO/生产者消费者$ ./c
 
Process 6056 opening FIFO O_RDONLY
Process 6056 result 3
Process 6055 ---> FILE  ID： 3
生产者写入：--->  abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1                           //!> 说明：生产者的读出就是写入的内容
生产者写入：--->  abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12                        //!> 也就是说：指针是跟着走的，并不是普通的文件
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1
生产者写入：--->  abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12
生产者写入：--->  abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123
生产者写入：--->  abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234
生产者写入：--->  abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123456
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345
生产者写入：--->  abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123456
生产者写入：--->  abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345678
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567
生产者写入：--->  abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123456789
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345678
消费者读出：---> abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123456789
Process 6055   finish...
Process 6056 finished, 360 bytes read/n[1]+ Done                   ./p
 
 
四.
 
1.简介
server 要以一个熟知路径创建一个 FIFO 来监听所有的 client 的请求！所以可以是开启读pipe口，关闭写口
对于子进程来说，就是要写入数据就可以了！
但是为了返回server的反馈数据，那么子进程还是需要pipe来接受data fromserver；可以以自己的ID来创建！
 
2.代码：
 
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
 
#define SERVER_FIFO_NAME   "/tmp/Linux/server_fifo"
#define CLIENT_FIFO_NAME   "/tmp/Linux/client_%d_fifo"        
 //!>注意对于不同的client需要创建不同的自己的FIFO(可以根据自己唯一的pid来格式化)
 
#define BUFFER_SIZE            PIPE_BUF
#define MESSAGE_SIZE          20
#define NAME_SIZE                256
 
typedef structmessage                                    //!> message数据结构
{
    pid_tpid;
    chardata[MESSAGE_SIZE + 1];
}message;
 
 
 
#include "cs.h"
 
int main()
{
    intserver_fifo_fd;         //!> 打开server FIFO的描述符
    intclient_fifo_fd;         //!> 打开client FIFO的描述符
 
    messagemsg;         //!> 接收client的请求 de 信息
   
    char *p;               //!> 此value仅仅是为了简单处理data而已
   
    charclient_fifo_name[NAME_SIZE];                     //!>先获得client的msg，取出client的pid，拼接成client的pid，用于反馈信息
   
    if( (access( SERVER_FIFO_NAME, F_OK ) ) == -1)      //!> if server的FIFO还不存在，就创建FIFO文件
    {
       if( (mkfifo( SERVER_FIFO_NAME, 0777 ) ) == -1)      //!> 创建server的FIFO
       {
         printf("Fail  To Create SERVER  FIFO ");
          exit(EXIT_FAILURE);                              //!> failure
       }
    }
   
   server_fifo_fd = open( SERVER_FIFO_NAME, O_RDONLY );
   
    if(server_fifo_fd == -1)                                    //!> fail to open the fifo file
    {
       printf("Failto open server_fifo_file");
       exit(EXIT_FAILURE );
   }      
   
   sleep(5);                                               
   
    while( (read( server_fifo_fd, &msg, sizeof( msg ) ) )> 0)     
   //!> exist themsg( 主要是为了获取data加以处理，还有：获取client的pid，来获得反馈的client的FIFO PIPE )
   {                                                      
   //!>注意：此处一定是while不是if，因为有多个客户端，所以需要一个所谓死循环(也就是当最后一个客户都关闭就结束)
       p =msg.data;            //!> 指针处理(简单处理数据而已)
       while( *p)                //!> 当字符串还没有结束
       {
          ( *p ) =toupper( *p);   //!> 处理成大写字母而已
          p++;
       }
      
       sprintf(client_fifo_name, CLIENT_FIFO_NAME, msg.pid);         //!> 将数据格式化成client的标准名称
      
      client_fifo_fd = open( client_fifo_name, O_WRONLY );
       if(client_fifo_fd == -1)      //!> Fait to open
       {
          printf("Fait to open client FIFO..." );
          exit(EXIT_FAILURE );
      }   
      
       write(client_fifo_fd, &msg, sizeof( msg ));                     //!> write into client fifo
       close(client_fifo_fd);      
    }
   close(server_fifo_fd); 
   unlink(SERVER_FIFO_NAME);                                    //!> 关闭链接
 
   exit(EXIT_SUCCESS);
}
 
 
 
#include "cs.h"
 
int main()
{
    intserver_fifo_fd;
    intclient_fifo_fd;
   
    charclient_fifo_name[NAME_SIZE];
   
    messagemsg;
    msg.pid =getpid();
    sprintf(client_fifo_name, CLIENT_FIFO_NAME, getpid());      //!> 格式化此client的名称
 
    if( (access( client_fifo_name, F_OK ) ) == -1)               //!>没有此FIFO文件就创建   
    {
       if( (mkfifo( client_fifo_name, 0777 ) ) == -1)               //!> Fail to create client fifo
       {
             printf("Fail to create client fifo..." );
             exit(EXIT_FAILURE );
       }
    }
   
    server_fifo_fd = open( SERVER_FIFO_NAME, O_WRONLY);   //!> 写入内容
    if( server_fifo_fd == -1 )
    {
        printf("Failto open server fifo...");
        exit(EXIT_FAILURE );
    }         
    
    sprintf( msg.data, "hello from %d...", msg.pid );                     //!> 格式化到msg中等待发送
    
    printf( "%d  send the msg...", getpid() );
    write( server_fifo_fd, &msg, sizeof( msg ) );
    close( server_fifo_fd);   
      
   client_fifo_fd = open( client_fifo_name, O_RDONLY );
    if(client_fifo_fd == -1 )
    {
       printf("Failto open client fifo...");
       exit(EXIT_FAILURE );
   }      
 
    if( ( read(client_fifo_fd, &msg, sizeof( msg ) ) )> 0 )
    {
       printf("\nClient %d recived msg: ---> %s \n", msg.pid,msg.data );
    }
         
   close(client_fifo_fd); 
   unlink(client_fifo_name);       
   
    exit(EXIT_SUCCESS );
}
 
最后来说：其实本质就是创建一个文件作为交换区而已！结果也就是创建文件，打开文件，操作文件。。。
 
 
 
 
摘自 shanshanpt的专栏

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