命名管道通信

1. 创建管道文件

在Linux中，我们可以使用 mkfifo 命令创建一个管道文件。

mkfifo pipe

这样可以在当前目录下创建一个名为 pipe 的管道文件，使用 ls -l 查看其权限 |rw-r--r--，可以发现它的类型为 |，这是管道文件的标识。

不需要管道文件之后，使用 unlink 命令来移除它。

unlink pipe

2. 重定向到管道

我们尝试使用 echo 命令重定向 > 向管道进行写入。

mkfifo pipe
echo "Hello, world!" > pipe

可以发现，这条命令的执行被阻塞了，于是，我们新建另一个终端进行操作。观察管道文件的大小，发现它大小为0。

$ du -h pipe
0       pipe

接下来，尝试从管道中读取。

$ cat pipe
Hello, world!

这样我们就成功从管道文件中读取到了数据，同时，另一个终端的 echo 命令也结束了阻塞状态。

3. 系统调用接口

除了使用 mkfifo 命令，Linux也提供了 mkfifo 接口，用于创建管道文件。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

int mkfifo(const char* pathname, mode_t mode);

类似于 open 接口，pathname 用于指定管道文件的路径和名称，mode 为管道文件的权限。

同样，unlink 也有对应的接口。

#include <unistd.h>

int unlink(const char *pathname);

通过命名管道，我们可以轻松实现非父子进程的通信。尝试编写下面两个程序 sender 和 receiver，分别用于发送数据和接收数据。其中 receiver 负责创建和删除管道文件。

sender.c

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    // 打开管道文件
    int fd = open("ipc.fifo", O_WRONLY);
    assert(fd >= 0);

    // 写入
    char buf[] = "Hello, receiver!";
    write(fd, buf, sizeof buf - 1);

    close(fd);
    return 0;
}

receiver.c

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <sys/stat.h>

int main() {
    // 创建管道文件
    int ret = mkfifo("ipc.fifo", 0644);

    int fd = open("ipc.fifo", O_RDONLY);
    assert(fd >= 0);

    // 读取
    char buf[1024];
    read(fd, buf, sizeof(buf));
    printf("%s\n", buf);

    close(fd);
    // 移除管道文件
    unlink("ipc.fifo");
    return 0;
}

分别对二者进行编译。

gcc receiver.c -o receiver
gcc sender.c -o sender

然后在两个不同的终端下，先执行 receiver，再执行 sender。

像这样通过命名管道，可以实现任何进程之间的通信。