Linux中普通的进程间通信方式--有名管道fifo(适用于无血缘关系的进程)

　　简述：　在上一篇中，写了有血缘关系的进程间的通信，使用匿名管道 pipe，本篇是介绍，对于无血缘关系的进程间通信，可以采用（有名）管道的 fifo 方式。

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编程环境：

　　💻： uos20 📎 gcc/g++ 8.3 📎 gdb8.0

　　💻： MacOS 10.14 📎 gcc/g++ 9.2 📎 gdb8.3

进程间通信 IPC：

进程间通信（Inter Process Communication），字母首写即为 IPC。

进程间常用的 4 种方式：
- 管道（简单）
- 信号（系统开销小）
- 共享映射区 （有无血缘关系的进程间通信都可以）
- 本地 socket 套接字 (稳定)

有名管道（fifo）：

int fifo(int fildes[2]);

适用于无血缘关系的进程之间的通信。进程之间是不要使用 sleep() 函数的，因为管道默认就是堵塞的。虽然实现形态上是文件，但是管道本身并不占用磁盘或者其他外部存储的空间。在Linux的实现上，它占用的是内核的一段缓冲区空间。

本质：
- 是内核缓冲区。也是伪文件（不占用磁盘空间）
特点：
- 有名管道
- 在磁盘上有这样一个文件 ls -l -> p
- 伪文件，在磁盘大小永远为 0
- 在内核中有一个对应的缓冲区
- 使用半双工的通信方式
使用场景：
- 适用于没有血缘关系的进程间的通信
创建方式：
- 命令： mkfifo 管道名
- 函数： mkfifo()
fifo 文件可以使用 IO 函数进行操作
- open() / close()
- read() / write()
- 不能执行 lseek 操作

写一个例子：

有两个进程 a 和 b，分别用 write.cpp 和 read.cpp 进行实现，然后进程 a 往一个管道里面写数据，进程 b 从这个管道里面读取数据。

代码实现：

这里写 writ.cpp，之后运行可执行程序 writ，当做 a 进程 ，往这个管道里面一直写数据：

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc < 2) {
        printf("请按照格式输入: ./write myfifo\n");
        _exit(1);
    }

    int ret = access(argv[1], F_OK); //判断文件是否存在
    if (ret == -1) {
        int r = mkfifo(argv[1], 0777);
        if (r == -1) {
            perror("[creator fifo file] ");
            _exit(1);
        } else {
            printf("creator fifo success: %d\n", argv[1]);
        }
    }

    int fd = open(argv[1], O_WRONLY);

    if (fd == -1) {
        perror("[open file] ");
        _exit(1);
    }

    char const *p = "this is 2020-04-01, code";

    while (true) {
//        sleep(2);  //用来验证管道阻塞这一属性的
        int len = write(fd, p, strlen(p) + 1);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

这里写 read.cpp，之后运行可执行程序 read，当做 b 进程 ，往这个管道里面一直读数据：

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc < 2) {
        printf("请按照格式输入: ./read myfifo\n");
        exit(1);
    }

    int ret = access(argv[1], F_OK); //判断文件是否存在
    if (ret == -1) {
        int r = mkfifo(argv[1], 0777);
        if (r == -1) {
            perror("[creator fifo file] ");
            exit(1);
        } else {
            printf("creator fifo success: %d\n", argv[1]);
        }
    }

    int fd = open(argv[1], O_RDONLY);

    if (fd == -1) {
        perror("[open file] ");
        exit(1);
    }

    char buf[512];

    while (true) {
        int len = read(fd, buf, sizeof(buf));
        buf[len] = '\0';
        printf("buf = %s,  len = %d\n", buf, len);
    }

    close(fd); 
    return 0;
}

代码分析：
为了清晰演示管道的阻塞属性，我们打开写端的 sleep(2) 这一行代码，故意用来制造写端的速度比读端要慢，然后观察读端的打印显示。可以清楚的得到管道是阻塞的这一结论。
运行效果：

下载地址：

11_pipe

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