Linux 命名管道(FIFO)通信 超清晰讲解

一、什么是命名管道(FIFO)?

  • FIFO = First In First Out,先进先出
  • 是一种文件类型(在文件系统里能看到)
  • 用于无亲缘关系进程之间通信(普通管道只能父子进程)
  • 半双工通信:数据只能单向流动
  • 遵循 "读阻塞、写阻塞" 规则

一句话:命名管道 = 能跨进程通信的 "文件管道",任何进程打开它都能收发数据。


二、核心特点(必背)

  1. 以文件形式存在 (p 类型文件)
  2. 无亲缘进程也能通信
  3. 阻塞默认行为
    • 只打开读端 → 阻塞,直到有进程写
    • 只打开写端 → 阻塞,直到有进程读
  4. 数据先进先出
  5. 数据一次性读取,读完就没了

三、创建 FIFO 的方法

命令行创建

bash

运行

复制代码
mkfifo myfifo

查看类型:

bash

运行

复制代码
ls -l
# 会看到 p--------- 1 root root ... myfifo
# p 就是管道文件

代码创建(C 语言)

c

运行

复制代码
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

示例:

c

运行

复制代码
mkfifo("/tmp/myfifo", 0666);

四、通信原理(超简单)

  1. 进程 A 以读方式打开 FIFO
  2. 进程 B 以写方式打开 FIFO
  3. B 写 → A 读
  4. 关闭文件 → 通信结束

五、最经典示例代码(可直接运行)

写进程(fifo_write.c)

c

运行

复制代码
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main() {
    // 1. 打开管道(写方式)
    int fd = open("/tmp/myfifo", O_WRONLY);

    char buf[100] = "Hello from FIFO writer!";
    write(fd, buf, strlen(buf));

    close(fd);
    return 0;
}

读进程(fifo_read.c)

c

运行

复制代码
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main() {
    // 1. 打开管道(读方式)
    int fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY);

    char buf[100] = {0};
    read(fd, buf, sizeof(buf));
    printf("收到:%s\n", buf);

    close(fd);
    return 0;
}

六、运行方式

bash

运行

复制代码
mkfifo /tmp/myfifo

# 终端1
./fifo_read

# 终端2
./fifo_write

你会看到读端立刻收到消息。


七、最常考面试题(我直接给答案)

1. 命名管道和匿名管道的区别?

  • 匿名管道:只能父子 / 亲缘进程通信
  • 命名管道:任意进程都能通信
  • 匿名管道无文件,命名管道有文件

2. FIFO 默认是阻塞还是非阻塞?

阻塞。必须读写两端都打开,通信才开始。

3. 写端关闭后,读端会怎样?

read 返回 0,表示读到文件末尾。

4. 可以同时多个进程写吗?

可以,但不保证原子性,数据可能混乱。


八、一句话总结

命名管道就是一个管道文件,让任意两个进程能互相发数据,遵循先进先出、阻塞打开。

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