进程与进程间的通信,进程间通讯机制
到目前为止，我们只能在两个相关的程序之间传输数据，即由一个共同的祖先进程启动的程序。这通常不太方便，因为我们希望不相关的进程也能交换数据。
我们可以用FIFO来实现这个操作，通常称为命名管道。命名管道是一种特殊的文件类型，在文件系统中作为名称存在(记住，在Linux中一切都是文件)，但它的行为类似于我们已经知道的未知管道。
我们可以通过命令行或在程序中创建命名管道。出于历史原因，用于创建命名管道的命令是mknod:
$ mknod文件名p
但是，mknod命令不在X/Open命令列表中，因此它在所有类似Unix的系统上都不可用。更好的命令行方法是使用
$ mkfifo文件名
在程序内部，我们可以使用两个不同的命令：
#包含sys/types.h
#包含系统/统计信息
int mkfifo(const char *filename，mode _ t mode)；
int mknod(const char *filename，mode_t mode S_IFIFO，(dev _ t)0)；
类似于mknod命令，我们可以使用mknod函数创建许多特殊的文件类型。使用dev_t类型的0值和使用S _ IFIFO的或文件访问模型是创建命名管道函数的唯一可移植方法。在我们的例子中，我们将使用简化的mkfifo。
测试-创建一个著名的管道。
作为fifo1.c，我们只需要输入以下代码：
#包含stdio.h
#包含stdlib.h
#包含字符串. h
#包含sys/types.h
#包含系统/统计信息
int main()
{
int res=mkfifo(/tmp/my_fifo ，0777)；
if (res==0)
printf(FIFO已创建/n )；
退出(EXIT _ SUCCESS)；
}
我们可以使用以下命令查看该管道：
$ ls -lF /tmp/my_fifo
prw xr-xr-x 1 Rick users 0 7月10日14:55 /tmp/my_fifo
注意，输出的第一个字符是p，表示它是一个管道。下面的是由ls命令的-F选项添加的，这也表明它是一个管道。
使用程序的mkfifo功能创建一个特殊文件。虽然我们请求了0777模式，但是这个模式被用户掩码设置修改了，就像在普通文件创建中一样，所以最终的文件模式是755。如果我们的umask设置不同，比如0002，我们会看到不同的权限。
我们可以通过使用rm命令或者在程序中使用unlink系统调用来删除FIFO，就像删除一个普通文件一样。
访问FIFO
众所周知的管道的一个非常有用的特性是，因为它们出现在文件系统中，所以我们可以像通常使用文件名一样使用它们。在使用我们为更多编程而创建的FIFO之前，我们可以使用常见的文件命令来探索FIFO文件的行为。
实验-访问FIFO文件
1.首先，让我们试着读取(空的)FIFO文件：
$ cat /tmp/my_fifo
现在尝试将数据写入FIFO。我们需要使用不同的终端，因为第一个终端现在被挂起，等待数据出现在FIFO中。
$ echo sdsdfasdf /tmp/my_fifo
我们可以看到cat命令输出的结果。如果我们不向FIFO发送任何数据，cat命令将挂起，直到我们中断它，通常使用Ctrl C。
3通过将第一个命令放在后端，我们可以同时执行两个操作：
$ cat /tmp/my_fifo
[1] 1316
$ echo "sdsdfasdf" /tmp/my_fifo
sdsdfasdf
[1]完成cat /tmp/my_fifo
$
因为FIFO中没有数据，所以cat和echo程序会阻塞，分别等待数据到达和一个进程读取数据。
看第三步。cat进程最初在后台被阻塞。当echo命令使一些数据可用时，cat命令读取数据并将其输出到标准输出。请注意，cat命令将立即退出，而不会等待更多数据。他没有阻塞，因为第二个命令把数据完全放入FIFO后管道就会关闭，所以cat程序中的read调用会返回0，表示文件结束。
现在我们已经看到了命令行程序FIFO是如何工作的，让我们学习更多关于程序接口的知识，它允许我们在访问FIFO时对读和写执行更多的控制。
注意：与管道调用创建的管道不同，FIFO是作为一个命名文件存在的，而不是一个打开的文件描述符，它必须在被读写后才能打开。当我们操作文件时，我们可以通过打开和关闭函数来打开和关闭FIFO。Open调用需要传递FIFO的路径名，而不是常规文件。
带Open的Open FIFO
打开FIFO的主要限制是使用O_RDWR模型的程序可能会也可能不会打开一个FIFO进行读写。如果一个程序这样做，结果是不确定的。这是一个合理的限制，因为通常我们只使用FIFO单向传输数据，所以不需要O _ RDWR模型。该进程将读取自己的输出。
如果我们想在程序之间进行双向数据传输，最好使用一对FIFO或管道，每个管道用于一个方向，或者通过关闭和重新打开FIFO来改变数据流的方向。我们将在本章后面讨论双向数据交换。
打开FIFO和打开常规文件的另一个区别是带有O_NONBLOCK选项的open标志(open的第二个参数)。使用这种open模式不仅会改变open调用的处理方式，还会改变对返回的文件描述符的读写请求的处理方式。
O_RDONLY、O_WRONLY和O_NONBLOCK标记有四种合法的组合。我们将依次考虑每一个问题。
open(const char *path，O _ rd only)；
在这种情况下，open调用将阻塞；直到一个进程打开同一个FIFO进行写操作，这个调用才会返回。这种情况类似于前面的cat示例。
open(const char *path，O _ rd only O _ non block)；
open调用将成功并立即返回，即使FIFO没有被任何进程打开以写入数据。
open(const char *path，O _ wr only)；
在这种情况下，open调用将阻塞，直到一个进程打开同一个FIFO进行读取。
open(const char *path，O _ WRONLY O _ non block)；
这个调用会立即返回，但是如果没有进程打开FIFO进行读取，open会返回error -1，FIFO不会被打开。如果一个进程打开FIFO进行读取，那么返回的文件描述符可以用来写FIFO。
注意：O_NONBLOCK与使用O_RDONLY和O_WRONLY的区别在于，在非阻塞情况下，如果没有进程打开管道进行读操作，那么写操作的open调用会失败，但非阻塞读操作调用不会失败。O_NONBLOCK标志不影响关闭调用的行为。
测试-打开FIFO文件
让我们来看看如何使用open with O_NONBLOCK标签同步两个进程。我们将编写一个测试程序fifo2.c，而不是使用多个示例程序，它将让我们通过传递不同的参数来讨论fifo的行为。
1我们从头文件和#define开始，检查所提供的命令行参数的正确数量：
#包含stdio.h
#包含stdlib.h
#包含字符串. h
#包括unistd.h
#包含fcntl.h
#包含sys/types.h
#包含系统/统计信息
#define FIFO_NAME /tmp/my_fifo
int main(int argc，char **argv)
{
int res
int open _ mode=0；
if (argc 2)
{
fprintf(stderr，用法：% s O _ RDONLY O _ WRONLY O _ non block/n ，* argv)；
退出(EXIT _ FAILURE)；
}
2假设程序传递了正确的参数，我们现在通过这些参数设置open_mode的值：
argv
if (strncmp(*argv， O_RDONLY ，8)==0)open _ mode =O _ rd only；
if (strncmp(*argv， O_WRONLY ，8)==0)open _ mode =O _ wr only；
if (strncmp(*argv， O_NONBLOCK ，10)==0)open _ mode =O _ non block；
argv
if(*argv)
{
if(strncmp(*argv， O_RDONLY ，8)==0)open _ mode =O _ rd only；
if(strncmp(*argv， O_WRONLY ，8)==0)open _ mode =O _ wr only；
if(strncmp(*argv， O_NONBLOCK ，10)==0)open _ mode =O _ non block；
}
我们现在检查FIFO是否存在，如果需要，我们将创建它。然后，FIFO将被打开，并产生一个输出。FIFO终于要关闭了。
if (access(FIFO_NAME，F_OK)==-1)
{
res=mkfifo(FIFO_NAME，0777)；
if(res！=0)
{
fprintf(stderr，无法创建fifo %s/n ，FIFO _ NAME)；
退出(EXIT _ FAILURE)；
}
}
printf(Process %d open FIFO/n ，getpid())；
res=open(FIFO_NAME，open _ mode)；
printf(进程%d结果%d/n ，getpid()，RES)；
睡眠(5)；
if(res！=-1)(void)close(RES)；
printf(Process %d finished/n ，getpid())；
退出(EXIT _ SUCCESS)；
}
这个程序允许我们在命令行中指定O_RDONLY、O_WRONLY和O_NONBLOCK的组合。通过比较已知字符串和命令行参数，如果字符串匹配，将设置相应的标志。这个程序使用access函数来检查FIFO是否已经存在，如果需要，它会创建这个文件。
我们没有破坏FIFO，因为没有办法判断其他程序是否在使用FIFO。
O _ RDONLY和O_WRONLY与O_NONBLOCK
现在我们有了测试程序，让我们尝试一些组合；请注意，我们将文件程序放在后台：
$ ./FIFO O _ r仅
[1] 152
进程152打开FIFO
$ ./FIFO O _ wr only
过程153打开FIFO
过程152结果3
流程153结果3
过程152结束
过程153完成
这是众所周知的管道的最常见用法。他将使用read进程在open调用中启动并等待，然后当第二个程序打开FIFO时，两个程序都将继续。请注意，当调用open时，读取过程和写入过程是同步的。
注意：当一个Linux进程被阻塞时，它不会消耗CPU资源，所以这种进程同步的方法非常有效。
O _ RDONLY和O_WRONLY与O_NONBLOCK
这一次，读取过程将执行open调用并立即继续，尽管没有写入过程。写过程也将在open调用后立即继续，因为FIFO已经打开用于读取。
$ ./FIFO O _ r only O _ non block
[1] 160
过程160打开FIFO
$ ./FIFO O _ wr only
进程161打开FIFO
过程160结果3
过程161结果3
过程160结束
过程161完成
[1]Done FIFO O _ r only O _ non block
这两个例子是开放模式最常见的组合。我们可以用一些其他的组合来试验这个程序。
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