管道-有名管道

一、有名管道

有名管道与匿名管道的不同：
- 有名管道提供了一个路径名，并以FIFO的文件形式存在于文件系统中。
- 与匿名管道不同，有名管道可以被不相关的进程使用，只要它们可以访问该路径，就能够通过有名管道进行通信。
FIFO的打开和使用方式：
- 一旦打开了有名管道，可以使用与操作匿名管道和其他文件相同的 I/O 系统调用，如 read()、write() 和 close()。
数据交换顺序和先入先出（FIFO）：
- 与管道类似，有名管道也有一个写入端和读取端。
- 从有名管道中读取数据的顺序与写入的顺序是一样的，符合先入先出（FIFO）的原则。
FIFO的特点：
- FIF0在文件系统中作为一个特殊文件存在，但其内容存放在内存中。
- 当使用有名管道的进程退出后，FIFO文件仍然保存在文件系统中，以便以后使用。

二、有名管道创建

有名管道的路径和名称可以根据实际需求进行设置，但应遵循文件系统的规则。
有名管道创建成功后，其他进程可以通过相同的路径和名称打开该有名管道，以进行进程间通信。
在实际应用中，需要对返回值进行更详细的错误处理，并根据需要设置更复杂的权限模式。

cpp 复制代码

/*
    创建fifo文件
    1. 通过命令 ： mkfifo名字
    2. 通过函数 ： int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode);


    #include<sys/types.h>
    #include<sys/stat.h>
    int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode);
        参数：
            -pathname: 管道名称的路径
            -mode: 文件的权限，和open的mode一样
        返回值：
            -成功：0
            -失败：-1，并设置错误号
 *
 */
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include <string.h>

int main(){
    int ret =mkfifo("fifo1",0664);
    if(ret==-1){
        perror("mkfifo");
        exit(0);
    }
    return 0;
}

三、案例

一个用于向有名管道写入数据，另一个用于从有名管道中读取数据。这两个程序共同演示了有名管道的基本用法

write端：

判断文件是否存在，如果不存在则创建有名管道文件。
以只写方式打开管道。
使用 write 函数向管道中写入数据。

cpp 复制代码

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

// 向管道中写数据
/*
    有名管道的注意事项：
        1.一个为只读而打开一个管道的进程会阻塞，直到另外一个进程为只写打开管道
        2.一个为只写而打开一个管道的进程会阻塞，直到另外一个进程为只读打开管道

    读管道：
        管道中有数据，read返回实际读到的字节数
        管道中无数据：
            管道写端被全部关闭，read返回0，（相当于读到文件末尾）
            写端没有全部被关闭，read阻塞等待

    写管道：
        管道读端被全部关闭，进行异常终止（收到一个SIGPIPE信号）
        管道读端没有全部关闭：
            管道已经满了，write会阻塞
            管道没有满，write将数据写入，并返回实际写入的字节数。
*/
int main() {

    // 1.判断文件是否存在
    int ret = access("test", F_OK);
    if(ret == -1) {
        printf("管道不存在，创建管道\n");

        // 2.创建管道文件
        ret = mkfifo("test", 0664);

        if(ret == -1) {
            perror("mkfifo");
            exit(0);
        }

    }

    // 3.以只写的方式打开管道
    int fd = open("test", O_WRONLY);
    if(fd == -1) {
        perror("open");
        exit(0);
    }

    // 写数据
    for(int i = 0; i < 100; i++) {
        char buf[1024];
        sprintf(buf, "hello, %d\n", i);
        printf("write data : %s\n", buf);
        write(fd, buf, strlen(buf));
        sleep(1);
    }

    close(fd);

    return 0;
}

read端：

以只读方式打开管道。
使用 read 函数从管道中读取数据。
当写端关闭后，read 返回 0，程序检测到写端断开连接并退出。

cpp 复制代码

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

// 从管道中读取数据
int main() {

    // 1.打开管道文件
    int fd = open("test", O_RDONLY);
    if(fd == -1) {
        perror("open");
        exit(0);
    }

    // 读数据
    while(1) {
        char buf[1024] = {0};
        int len = read(fd, buf, sizeof(buf));
        if(len == 0) {
            printf("写端断开连接了...\n");
            break;
        }
        printf("recv buf : %s\n", buf);
    }

    close(fd);

    return 0;
}