有名管道FIFO

管道和FIFO的特征之一是它们的数据是一个字节流。这是UNIX的原生I/O模型。进程往其中写入的是字节流，系统不对它作解释。

FIFO不存数据，只是通过它找到内核文件。

一.建立有名管道

1.命令mknod   ：

mknod  name  p/s/m    //创建管道文件/信号量/共享内存

2.命令mkfifo 创建管道

mkfifo -m 664 k2     //创建一个访问权限为664的管道文件k2 

3作为函数：mkfifo

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

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

【注意】

mkfifo已隐含指定O_CREAT|O_EXCL。即它要么创建一个新的FIFO，要么返回一个EEXIST错误。如果只是希望打开而不创建文件，那就应调用open而不是mkfifo。

要打开一个已存在的FIFO或创建一个新的FIFO，应先调用mkfifo，检查它是否返回EEXIST错误，若返回则改为调用open。

另：open函数

open(const char *path, O_RDONLY);//1
open(const char *path, O_RDONLY | O_NONBLOCK);//2
open(const char *path, O_WRONLY);//3
open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);//4

1、就是程序不能以O_RDWR(读写)模式打开FIFO文件进行读写操作，而其行为也未明确定义，因为如一个管道以读/写方式打开，进程就会读回自己的输出，同时我们通常使用FIFO只是为了单向的数据传递。

2、就是传递给open的是FIFO的路径名，而不是文件名。

3.第二个参数中的选项O_NONBLOCK，选项O_NONBLOCK表示非阻塞，加上这个选项后，表示open调用是非阻塞的，如果没有这个选项，则表示open调用是阻塞的。

以只读方式和只写方式打开文件时要注意：

读端打开，如果写端已打开则打开操作成功返回，如果写端没打开，则读端阻塞。如果是非阻塞函数，则成功返回，（读到文件结束标志）

写端打开，如果读端已打开则打开操作成功返回，如果读端没打开，则写端阻塞。如果是非阻塞函数，则返回ENXIO错误（产生信号SIGPIPE）

从FIFO中读取数据：

1. 读端的阻塞标志只对本进程第一个读操作施加作用，如果本进程内有多个读操作序列，则在第一个读操作被唤醒并完成读操作后，其它将要执行的读操作将不再阻塞，即使在执行读操作时，FIFO中没有数据也一样（此时，读操作返回0）。

2. 对于设置了阻塞标志的读操作说，造成阻塞的原因有两种：当前FIFO内有数据，但有其它进程在读这些数据；另外就是FIFO内没有数据。解阻塞的原因则是FIFO中有新的数据写入，不论写入数据量的大小，也不论读操作请求多少数据量。就是说读操作同时只可以有一个进程进行。

3. 如果有进程写打开FIFO，且当前FIFO内没有数据，则对于设置了阻塞标志的读操作来说，将一直阻塞。对于没有设置阻塞标志读操作来说则返回-1，当前errno值为EAGAIN，提醒以后再试。

向FIFO中写入数据：

1.对于设置了阻塞标志的写操作：

• 当要写入的数据量不大于PIPE_BUF时，linux将保证写入的原子性。如果此时管道空闲缓冲区不足以容纳要写入的字节数，则进入睡眠，直到当缓冲区中能够容纳要写入的字节数时，才开始进行一次性写操作。
• 当要写入的数据量大于PIPE_BUF时，linux将不再保证写入的原子性。FIFO缓冲区一有空闲区域，写进程就会试图向管道写入数据，写操作在写完所有请求写的数据后返回。（这时读端可能间歇性得到数据）

2.对于没有设置阻塞标志的写操作：

• 当要写入的数据量不大于PIPE_BUF时，linux将保证写入的原子性。如果当前FIFO空闲缓冲区能够容纳请求写入的字节数，写完后成功返回；如果当前FIFO空闲缓冲区不能够容纳请求写入的字节数，则返回EAGAIN错误，提醒以后再写；
• 当要写入的数据量大于PIPE_BUF时，linux将不再保证写入的原子性。在写满所有FIFO空闲缓冲区后，写操作返回。

FIFO内核实现时可以支持双向通信。（pipe单向通信，因为父子进程共享同一个file 结构体）

先关闭只读方式打开的文件，再以只写方式打开文件。这样就可以实现双向通信了。但最好使用一对FIFO

验证代码：

先写后读：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define MSG "hello"
int main()
{
    int fd;
    fd = open("./fio",O_WRONLY);
    printf("w:send msg:%s
",MSG);
    write(fd,MSG,sizeof(MSG));
    sleep(5);
    close(fd);
    fd = open("./fio",O_RDONLY);
    char buf[1024];
    memset(buf,0,sizeof(buf));
    read(fd,buf,sizeof(buf));
    printf("w,recv:%s
",buf);

}

先读后写：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
    int fd;
    fd = open("./fio",O_RDONLY);
    char buf[1024];
    memset(buf,0,sizeof(buf));
    read(fd,buf,sizeof(buf));
    printf("r:recv msg:%s
",buf);

    sleep(5);
    close(fd);
    fd = open("./fio",O_WRONLY);
    printf("r:send:%s
","fighting");
    write(fd,"fighting",9);

}

安全问题：

个FIFO文件，有多个进程同时向同一个FIFO文件写数据，而只有一个读FIFO进程在同一个FIFO文件中读取数据时，会发生数据块的相互交错。

根据上面的知识我们知道：

如果所有的写请求都是发往一个阻塞的FIFO的，并且每个写记请求的数据长度小于等于PIPE_BUF字节，系统就可以确保数据决不会交错在一起。

模型：

1-1

n-1

n-1-n

 fgets，它读取以换行符“ ”结尾的字符串.

小结：

管道文件。它占用i节点块和数据块，在目录文件中记载了文件和i节点对应关系的管道是有名管道，没有记载的是无名管道。

管道文件一旦读出，就从管道中删除，所以它具有不可再现性。