管道和命名管道
命名管道(named PIPE)
由於基於fork機制，所以管道只能用於父進程和子進程之間，或者擁有相同祖先的兩個子進程之間 (有親緣關系的進程之間)。為了解決這一問題，Linux提供了FIFO方式連接進程。FIFO又叫做命名管道(named PIPE)。
FIFO (First in, First out)為一種特殊的文件類型，它在文件系統中有對應的路徑。當一個進程以讀(r)的方式打開該文件，而另一個進程以寫(w)的方式打開該文件，那麽內核 就會在這兩個進程之間建立管道，所以FIFO實際上也由內核管理，不與硬盤打交道。之所以叫FIFO，是因為管道本質上是一個先進先出的隊列數據結構，最 早放入的數據被最先讀出來，從而保證信息交流的順序。FIFO只是借用了文件系統(file system,命名管道是一種特殊類型的文件，因為Linux 中所有事物都是文件，它在文件系統中以文件名的形式存在。)來為管道命名。寫模式的進程向FIFO文件中寫入，而讀模式的進程從FIFO文件中讀出。當刪 除FIFO文件時，管道連接也隨之消失。FIFO的好處在於我們可以通過文件的路徑來識別管道，從而讓沒有親緣關系的進程之間建立連接
函數原型：
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *filename, mode_t mode);
int mknode(const char *filename, mode_t mode | S_IFIFO, (dev_t) 0 );
其中pathname是被創建的文件名稱，mode表示將在該文件上設置的權限位和將被創建的文件類型(在此情況下為S_IFIFO)，dev是當創建設備特殊文件時使用的一個值。因此，對於先進先出文件它的值為0。
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
int main(void)
{
char buf[80];
int fd;
unlink("zieckey_fifo");
mkfifo("zieckey_fifo",0777);
if(fork()>0)
{
char s[]="Hello!\n";
fd=open("zieckey_fifo",O_WRONLY);
write(fd,s,sizeof(s));
//close(fd);
}
else
{
fd=open("zieckey_fifo",O_RDONLY);
read(fd,buf,sizeof(buf));
printf("Themessagefromthepipeis:%s\n",buf);
//close(fd);
}
return 0;
}
/*執行結果為
Themessagefromthepipeis:Hello!
並且可以在程序執行目錄生成管道文件zieckey_fifo
*/
註意：ls命令的輸出結果中的第一個字符為p，表示這是一個管道。最後的|符號是由ls命令的-F選項添加的，它也表示是這是一個管道。
FIFO讀寫規則
1.從FIFO中讀取數據： 約定：如果一個進程為了從FIFO中讀取數據而阻塞打開了FIFO，那麽稱該進程內的讀操作為設置了阻塞標誌的讀操作
2.從FIFO中寫入數據： 約定：如果一個進程為了向FIFO中寫入數據而阻塞打開FIFO，那麽稱該進程內的寫操作為設置了阻塞標誌的寫操作。
1.從FIFO中讀取數據：
約定：如果一個進程為了從FIFO中讀取數據而阻塞打開了FIFO，那麽稱該進程內的讀操作為設置了阻塞標誌的讀操作。
（1）如果有進程寫打開FIFO，且當前FIFO為空，則對於設置了阻塞標誌的讀操作來說，將一直阻塞下去，直到有數據可以讀時才繼續執行；對於沒有設置阻塞標誌的讀操作來說，則返回0個字節，當前errno值為EAGAIN，提醒以後再試。
（2）對於設置了阻塞標誌的讀操作來說，造成阻塞的原因有兩種：一、當前FIFO內有數據，但有其它進程在讀這些數據；二、FIFO本身為空。
解阻塞的原因是：FIFO中有新的數據寫入，不論寫入數據量的大小，也不論讀操作請求多少數據量，只要有數據寫入即可。
（3）讀打開的阻塞標誌只對本進程第一個讀操作施加作用，如果本進程中有多個讀操作序列，則在第一個讀操作被喚醒並完成讀操作後，其它將要執行的讀操作將不再阻塞，即使在執行讀操作時，FIFO中沒有數據也一樣（此時，讀操作返回0）。
（4）如果沒有進程寫打開FIFO，則設置了阻塞標誌的讀操作會阻塞。
（5）如果FIFO中有數據，則設置了阻塞標誌的讀操作不會因為FIFO中的字節數少於請求的字節數而阻塞，此時，讀操作會返回FIFO中現有的數據量。
2.從FIFO中寫入數據：
約定：如果一個進程為了向FIFO中寫入數據而阻塞打開FIFO，那麽稱該進程內的寫操作為設置了阻塞標誌的寫操作。
FIFO的長度是需要考慮的一個很重要因素。系統對任一時刻在一個FIFO中可以存在的數據長度是有限制的。它由#define PIPE_BUF定義，在頭文件limits.h中。在Linux和許多其他類UNIX系統中，它的值通常是4096字節，Red Hat Fedora9下是4096，但在某些系統中它可能會小到512字節。
雖然對於只有一個FIFO寫進程和一個FIFO的讀進程而言，這個限制並不重要，但只使用一個FIFO並允許多個不同進程向一個FIFO讀進程發送請求的情況是很常見的。如果幾個不同的程序嘗試同時向FIFO寫數據，能否保證來自不同程序的數據塊不相互交錯就非常關鍵了à也就是說，每個寫操作必須“原子化”。
一、對於設置了阻塞標誌的寫操作：
（1）當要寫入的數據量不大於PIPE_BUF時，Linux將保證寫入的原子性。如果此時管道空閑緩沖區不足以容納要寫入的字節數，則進入睡眠，直到當緩沖區中能夠容納要寫入的字節數時，才開始進行一次性寫操作。即寫入的數據長度小於等於PIPE_BUF時，那麽或者寫入全部字節，或者一個字節都不寫入，它屬於一個一次性行為，具體要看FIFO中是否有足夠的緩沖區。
（2）當要寫入的數據量大於PIPE_BUF時，Linux將不再保證寫入的原子性。FIFO緩沖區一有空閑區域，寫進程就會試圖向管道寫入數據，寫操作在寫完所有請求寫的數據後返回。
二、對於沒有設置阻塞標誌的寫操作：
（1）當要寫入的數據量不大於PIPE_BUF時，Linux將保證寫入的原子性。如果當前FIFO空閑緩沖區能夠容納請求寫入的字節數，寫完後成功返回；如果當前FIFO空閑緩沖區不能夠容納請求寫入的字節數，則返回EAGAIN錯誤，提醒以後再寫。
（2）當要寫入的數據量大於PIPE_BUF時，Linux將不再保證寫入的原子性。在寫滿所有FIFO空閑緩沖區後，寫操作返回。
3.為了對FIFO讀寫規則驗證：
下面提供了兩個對FIFO的讀寫程序，適當調節程序中的很少地方或命令行參數就可以對各種FIFO讀寫規則進程驗證（
管道和命名管道