Linux進程間通訊--命名管道

IPC

前面總結了匿名管道，如今來看命名管道：因爲匿名管道的一個限制就是：只能是有血緣關係的進程間才能夠通訊，好比：有兩個同祖先的子進程，父子進程等；爲了突破這一個限制，想讓沒有任何關係的兩個進程間也能正常通訊，因此就就有了命名管道這樣的一個通訊機制，一塊兒來看看：

命名管道

1、原理：

       管道的一個不足之處是沒有名字，所以，只能用於具備親緣關係的進程間通訊，在命名管道（named pip或FIFO）提出後，該限制獲得了克服。FIFO不一樣於管道之處在於它提供一個路徑名與之關聯，以FIFO的文件形式存儲於文件系統中。命名管道是一個設備文件，所以，即便進程與建立FIFO的進程不存在親緣關係，只要能夠訪問該路徑，就可以經過FIFO相互通訊。

值得注意的是，FIFO(first input first output)老是按照先進先出的原則工做，第一個被寫入的數據將首先從管道中讀出。

2、命名管道的建立與讀寫

       Linux下有兩種方式建立命名管道。一是在Shell下交互地創建一個命名管道，二是在程序中使用系統函數創建命名管道。Shell方式下可以使用mknod或mkfifo命令，下面命令使用 mknod建立了一個命名管道：

mknod namedpipe

        建立命名管道的系統函數有兩個：mknod和mkfifo。兩個函數均定義在頭⽂文件sys/stat.h，

        函數原型以下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mknod(const char *path,mode_t mod,dev_t dev);
int mkfifo(const char *path,mode_t mode);

        函數mknod參數中path爲建立的命名管道的全路徑名：mod爲建立的命名管道的模式，指明其存取權限；dev爲設備值，該值取決於文件建立的種類，它只在建立設備文件時纔會用到。這兩個函數調用成功都返回0，失敗都返回－1。

3、實例

用mkfifo建立命名管道：

其中_PATH_是文件路徑名的宏定義：以下：

      「S_IFIFO|0666」指明建立一個命名管道且存取權限爲0666，即建立者、與建立者同組的用戶、其餘用戶對該命名管道的訪問權限都是可讀可寫。

      命名管道建立後就可使用了，命名管道和管道的使用方法基本是相同的。只是使用命名管道時，必須用open()將其打開。由於命名管道是一個存在於硬盤上的文件，而管道是存在於內存中的特殊文件。

      須要注意的是，調用open()打開命名管道的進程可能會被阻塞。但若是同時用讀寫方式（O_RDWR）打開，則必定不會致使阻塞；若是以只讀方式（O_RDONLY）打開，則調用open()函數的進程將會被阻塞直到有寫方打開管道；一樣以寫方式（O_WRONLY）打開也會阻塞直到有讀方式打開管道。

四：結束

文件系統中的路徑名是全局的,各進程均可以訪問,所以能夠用文件系統中的路徑名來標識一個IPC通道。 命名管道也被稱爲FIFO文件，它是一種特殊類型的文件，它在文件系統中以文件名的形式存在，可是它的行爲卻和以前所講的沒有名字的管道（匿名管道）相似。

因爲Linux中全部的事物均可被視爲文件，因此對命名管道的使用也就變得與文件操做很是的統一，也使它的使用很是方便，同時咱們也能夠像日常的文件名同樣在命令中使用。

5、命名管道的安全問題

   前面的例子兩個進程之間的通訊問題，也就是說，一個進程向FIFO文件寫數據，而另外一個進程則在FIFO文件中讀取數據。試想這樣一個問題，只使用一個FIFO文件，若是有多個進程同時向同一個FIFO文件寫數據，而只有一個讀FIFO進程在同一個FIFO文件中讀取數據時，會發生怎麼樣的狀況呢，會發生數據塊的相互交錯是很正常的？並且我的認爲多個不一樣進程向一個FIFO讀進程發送數據是很普通的狀況。
   爲了解決這一問題，就是讓寫操做的原子化。怎樣才能使寫操做原子化呢？答案很簡單，系統規定：在一個以O_WRONLY（即阻塞方式）打開的FIFO中， 若是寫入的數據長度小於等待PIPE_BUF，那麼或者寫入所有字節，或者一個字節都不寫入。若是全部的寫請求都是發往一個阻塞的FIFO的，而且每一個寫記請求的數據長度小於等於PIPE_BUF字節，系統就能夠確保數據決不會交錯在一塊兒。

命名管道總結到此，其他通訊機制，見下一篇博文。

賜教！