六十天Linux从0到项目搭建（第二十三天）（命名管道）

1 命名管道(FIFO)的文件唯一性与进程间通信

命名管道(也称为FIFO)是一种特殊的文件类型，它允许无亲缘关系的进程通过文件系统进行通信。以下是命名管道如何保证不同进程访问同一资源的机制：

文件唯一性保证机制

路径名作为全局标识符
- 命名管道在文件系统中有一个唯一的路径名
- 所有进程通过这个路径名访问同一个管道资源
- 例如：/tmp/my_pipe 对所有进程都指向同一个FIFO
创建与访问方式
复制代码
```
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
```
- 第一个创建管道的进程使用mkfifo()系统调用
- 后续进程只需使用常规的open()函数打开同一路径
内核维护的单一实例
- 虽然看起来像普通文件，但内核会确保：
  - 只有一个管道实例与特定路径名关联
  - 所有打开该路径的进程访问的是同一个内核缓冲区

进程间通信实现前提

通信准备阶段
- 进程A创建命名管道：
  复制代码
```
$ mkfifo /tmp/my_pipe
或
$ mkfifo("/tmp/my_pipe", 0666);
```
- 进程B通过相同路径打开同一管道
打开特性
- 只读打开会阻塞，直到另一个进程以写方式打开
- 只写打开会阻塞，直到另一个进程以读方式打开
- 可以使用O_NONBLOCK标志非阻塞打开

通信过程示例

复制代码

// 进程A (写入端)
int fd = open("/tmp/my_pipe", O_WRONLY);
write(fd, "Hello", 6);

// 进程B (读取端)
int fd = open("/tmp/my_pipe", O_RDONLY);
char buf[20];
read(fd, buf, sizeof(buf));

关键注意事项

持久性
- 命名管道会持续存在于文件系统中，直到被显式删除
- 即使没有进程使用，管道文件仍然存在
- 需要手动删除：unlink("/tmp/my_pipe")
权限控制
- 通过文件权限位(创建时设置的mode参数)控制访问
- 典型权限：0666(允许所有用户读写)

与匿名管道的区别

特性	命名管道(FIFO)	匿名管道
标识	文件系统路径	文件描述符
进程关系	任意进程	必须有关联
生命周期	持久性	随进程结束
创建方式	mkfifo()	pipe()

命名管道通过文件系统路径名这一全局命名空间，为无关进程提供了可靠的通信通道，是Unix/Linux系统中重要的IPC机制之一。