管道(pipe)应用的一大局限是没有名字，只能用于具有亲缘关系进程之间的通信。而命名管道，也称FIFO，实质是一种文件类型，通过FIFO可以用于任何两个进程间的通信。

命名管道的创建

命令方式

在shell中可以使用mkfifo命令创建一个命名管道，格式为：

mkfifo [option] name

其中option选项用于选择创建FIFO的模式，使用形式为-m mode，mode为八进制模式，创建示例：

mkfifo -m 666 myfifo

创建之后可以在当前文件间看到新建的文件。

函数方式

FIFO管道可通过mkfifo()函数创建，函数原型为：

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

创建成功返回0，出错返回1。函数第一个参数为普通的路径名，即创建后FIFO文件的名字，第二个参数与打开普通文件的open函数中的mode参数相同。

如果要创建的FIFO文件已经存在，则会返回EEXIST错误，因此在创建前应先检查是否创建成功，若文件已存在，只要调用打开FIFO的函数即可。

编程示例

创建一个命名管道，create_FIFO.c:

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    mode_t mode = 0666;
    if(argc != 2)
    {
        printf("USEMSG:create_FIFO{FIFO name}n");
        exit(1);
    }

    if((mkfifo(argv[1], mode))<0)
    {
        perror("failed to mkfifo!n");
        exit(1);
    }
    else
    {
        printf("you successfully create a FIFO name is: %sn", argv[1]);
    }
    return 0;
}

编译执行：

$ ./create_FIFO testFIFO
you successfully create a FIFO name is: testFIFO

上述程序使用mkfifo函数创建了一个名为“testFIFO”的命名管道。

此时再次执行：

C$ ./create_FIFO testFIFO
failed to mkfifo!
: File exists

由于要创建的FIFO已经存在，再次创建会提示创建失败。

命名管道的读写

一般的文件I/O函数均可用于FIFO操作，如open、close、read、write等，若要删除一个命名管道，则使用系统调用unlink。

编程示例

FIFO写入

向FIFO写入数据，write_fifo.c:

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <time.h>
#define BUFES PIPE_BUF

int main(void)
{
   int fd;
   int n,i;
   char buf[BUFES];
   time_t tp;
   char fifo_name[]="fifo1";

   printf("My process ID: %dn", getpid());

   // create a fifo
   if(mkfifo(fifo_name, 0666) < 0)
   {
       printf("mkfifo failed, maybe there exist a same fifo filen");
       //exit(1);
   }
   else
       printf("mkfifo okn");

   printf("...n");

   // open the fifo, write only mode
   if((fd=open(fifo_name, O_WRONLY))<0)
   {
       printf("Open failed!n");
       exit(1);
   }
   else
       printf("Open fifo ok!n");

   for(i=0;i<5;i++)
   {
       time(&tp);// get current time
       n=sprintf(buf,"write_fifo %d seconds %s", getpid(), ctime(&tp));
       printf("Send msg: %s", buf);
       // write to fifo
       if((write(fd, buf, n+1)) < 0)
       {
           printf("Write failed!n");
           close(fd);
           exit(1);
       }
       sleep(2);
   }

   // close the fifo
   close(fd);

   // delete the fifo
   unlink(fifo_name);

   exit(0);
}

该程序首先创建一个名为fifo1的FIFO，如果已存在则直接调用open()函数打开，之后通过write()函数写入当前的时间内容到FIFO，最后使用close()函数关闭FIFO，并用unlink(函数删除FIFO。

FIFO读取

从FIFO读取数据，read_fifo.c:

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define BUFES PIPE_BUF

int main(void)
{
    int fd;
    int len;
    char buf[BUFES];
    mode_t mode = 0666;

    printf("My process ID:%dn", getpid());
    // open a fifo, read only mode
    if((fd=open("fifo1", O_RDONLY))<0)
    {
        printf("Open failed!n");
        exit(1);
    }

    // read the fifo
    while((len=read(fd, buf, BUFES))>0)
        printf("Read_fifo read:%s", buf);

    // close the fifo
    close(fd);

    exit(0);
}

该程序首先调用open()函数打开FIFO，之后通过read()函数循环读取FIFO的内容，每次读取PIPE_BUF个字节，最后使用close()函数关闭FIFO。

测试

分别编译上述两个程序。测试之前先使用mkfifo命令创建一个名为fifo1的命名管道：

mkfifo -m 666 fifo1

然后打开两个shell窗口，依次运行write_fifo和read_fifo两个程序。

其中一个shell中运行写入程序：

$ ./write_fifo
My process ID: 2278
mkfifo ok
...
Open fifo ok!
Send msg: write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:09 2019
Send msg: write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:11 2019
Send msg: write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:13 2019
Send msg: write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:15 2019
Send msg: write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:17 2019

另一个shell中运行读出程序：

$ ./read_fifo
My process ID:2282
Read_fifo read:write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:09 2019
Read_fifo read:write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:11 2019
Read_fifo read:write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:13 2019
Read_fifo read:write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:15 2019
Read_fifo read:write_fifo 2278 seconds Tue Nov 26 09:49:17 2019

首先运行的write_fifo程序在执行到FIFO的open时会进入等待，直到read_fifo进程也执行的到open时，两进程间的FIFO通信开始。

Linux命名管道及函数

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