Linux下的进程通信方式之有名管道

Linux下的通信方式之有名管道

前言

我们知道，对于匿名管道来说，其只可以用于具有共同祖先的两个进程中。所以出现了有名管道，它可以用于没有血缘关系的进程间通信。

有名管道的特点是：

• FIFO是以命名文件的形式存在，而不是打开的文件描述符，所以在对它进行读写操作之前必须先打开它。而且，对于FIFO来说，传递给open函数的第一个参数一定是一个FIFO的路径名，而不是一个文件名。

非阻塞 I/O

我们知道，如果打开一个另一端没有被打开的 FIFO 的时候，那么读写操作会阻塞。但是，有名管道还支持非阻塞 I/O。

如果在打开 FIFO 后，使用 O_NONBLOCK 标志，就是也非阻塞的方式打开 FIFO。

fd = open(FIFO_NAME, O_RDWR | O_NONBLOCK);
if(fd == -1)
    exit(-1);

只有当 FIFO 的另一端还没有被打开的时候 O_NONBLOCK 标记才会起作用，而具体产生的影响则依赖于打开 FIFO 是用于读取还是用于写入的。

非阻塞的 write() 和 read()

由于我们是使用 open() 函数中的 flag 来打开的文件，所以实际上这个 O_NONBLOCK 还会影响到 write() 和 read() 函数。

我们可以通过下面的代码来实现再开关 O_NONBLOCK 标志：

管道和 FIFO 中 read()和 write()的语义

从上面我们可以知道，在打开了 O_NONBLOCK 标志之后，如果写入的数据小于 PIPE_BUF 的值，则要么是直接写入，要么是返回 EAGAIN 错误。

总结

通过上面的描述，我们知道：

1. O_NONBLOCK 标记对于在打开 FIFO 时不希望阻塞来讲是有用的，同时对读取操作在没有数据可用时不阻塞或在写入操作在管道或 FIFO 没有足够的空间时不阻塞也是有用的。

2. 注意：PIPE_BUF是系统对FIFO的一个数据长度的限制，通常在头文件limits.h可以找到它，通常值为4096字节，也有特例。系统规定：在一个以O_WRONLY方式（即阻塞方式）打开的FIFO中，如果写入的数据长度小于等于PIPE_BUF，要么全部一次性写入，要么一个字节也不写入。

3. 基于“注意”中的描述，如果出现一种情况：多个程序向一个FIFO中写入数据的时候，为了保证这些写入的数据不会相互交错重叠，那么就要求每次写入的数据长度要小于等于PIPE_BUF字节。