Linux 有名管道fifo进程间通信

函数原型

/** * int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode); * * @brief 用于创建有名管道。该函数可以创建一个路径为pathname的FIFO专用文件，mode指定了FIFO的权限，FIFO的权限和它绑定的文件是一致的。FIFO和pipe唯一的区别在于创建方式的差异。一旦创建了FIFO专用文件，任何进程都可以像操作文件一样打开FIFO，执行读写操作。 * * @param pathname 有名管道绑定的文件路径 * @param mode 有名管道绑定文件的权限 * @return int */

接下来写一段发送端代码，以及接收端代码演示

发送端代码：

#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <errno.h> /** * int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode); * * @brief 用于创建有名管道。该函数可以创建一个路径为pathname的FIFO专用文件，mode指定了FIFO的权限，FIFO的权限和它绑定的文件是一致的。FIFO和pipe唯一的区别在于创建方式的差异。一旦创建了FIFO专用文件，任何进程都可以像操作文件一样打开FIFO，执行读写操作。 * * @param pathname 有名管道绑定的文件路径 * @param mode 有名管道绑定文件的权限 * @return int */ int main(int argc, char const *argv[]) { char* fifo_path = "/tmp/myfifo"; //fifo专用文件 //创建有名管道 if(mkfifo(fifo_path,0664) != 0) { if (errno != EEXIST) { // 如果不是因为文件已存在，才是真错误 perror("mkfifo failed"); exit(EXIT_FAILURE); } } //打开有名管道用于写入 int fd = open(fifo_path,O_WRONLY); if(fd == -1) { perror("open fail"); exit(EXIT_FAILURE); } char write_buf[100]; ssize_t read_num; //从控制台读取输入 while((read_num = read(STDIN_FILENO,write_buf,sizeof(write_buf))) > 0) { //写入fifo管道 write(fd,write_buf,read_num); } if(read_num < 0) { perror("read"); close(fd); exit(EXIT_FAILURE); } close(fd); printf("发送端退出\n"); unlink(fifo_path); return 0; }

接收端代码：

#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> /** * int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode); * * @brief 用于创建有名管道。该函数可以创建一个路径为pathname的FIFO专用文件，mode指定了FIFO的权限，FIFO的权限和它绑定的文件是一致的。FIFO和pipe唯一的区别在于创建方式的差异。一旦创建了FIFO专用文件，任何进程都可以像操作文件一样打开FIFO，执行读写操作。 * * @param pathname 有名管道绑定的文件路径 * @param mode 有名管道绑定文件的权限 * @return int */ int main(int argc, char const *argv[]) { char* fifo_path = "/tmp/myfifo"; //fifo专用文件 //打开有名管道用于读取 int fd = open(fifo_path,O_RDONLY); if(fd == -1) { perror("open fail"); exit(EXIT_FAILURE); } char read_buf[100]; ssize_t read_num; //从管道文件描述符中读取 while((read_num = read(fd,read_buf,sizeof(read_buf))) > 0) { //输出到控制台 write(STDOUT_FILENO,read_buf,read_num); } if(read_num < 0) { perror("read"); close(fd); exit(EXIT_FAILURE); } close(fd); printf("接收端退出\n"); return 0; }

运行两个程序演示通信

左边为发送端，右边为接收端

动画讲解

这边用ai 生成动画以便大家理解

1. "有名" 的意义 (The Name is the Rendezvous Point)

无名管道（pipe）之所以只能在父子进程间使用，是因为它只存在于内存中，没有名字，其他进程根本“指不到”它。

• FIFO 的突破：mkfifo在文件系统中创建了一个节点（/tmp/myfifo）。

• 这个文件就像一个公开的接头地点。

• 发送端和接收端不需要互为父子，它们只要大家都约定好去/tmp/myfifo这个地方，就能建立连接。

• 注意：虽然它在磁盘上有个文件，但数据本身是不存硬盘的。那个文件只是一个“路标”，数据依然是在内核内存中流动。

2. 打开时的阻塞机制 (Blocking on Open)

这是代码中最容易让人困惑的地方（动画步骤 3）：

• 规则：FIFO 必须读写两端同时打开才能开始工作。

• 如果你写了一个程序只调用open(path, O_WRONLY)，而没有另一个程序去O_RDONLY，那么open函数会卡住（阻塞），直到另一个程序出现。

• 这是一种天然的同步机制，保证了在写入数据之前，接收端已经准备好接收了。

3. 像操作文件一样操作管道

代码中使用了open,read,write,close，这些全是标准的文件 I/O 操作。

• Linux 的哲学是"一切皆文件"。

• 内核把管道伪装成了一个文件，让程序员可以用熟悉的文件操作接口来收发数据，而不需要学习新的 API。

无名管道 vs 有名管道