一、簡介

由於管道（Pipe）只能應用於存在血緣關係的程序間通訊，為了突破這個限制，使用命名管道（FIFO）來實現 不相干程序間 的通訊。

FIFO 是 Linux 基礎檔案型別中的一種，它並不佔用磁碟上實際的資料塊，而僅僅是標識核心中的一條通道。各程序可以開啟這個檔案進行 read/write，實際上是在讀寫核心通道。

二、API 說明

1. 標頭檔案

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

2. 建立一個 FIFO 檔案

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

3. 引數說明

• pathname ： 指定建立的檔案路徑名
• mode ： 指定檔案的訪問許可權，實際為一個形如 “rwxrwxrwx” 的 int 值，分別表示 “所有者”、“所在組”、“其他組” 的使用者訪問許可權。r 為可讀，值為 1；w 為可寫，值為 2；x 為可執行，值為 4。通常使用八進位制數來表示許可權。例如 0775。

4. 返回值說明

成功返回 0，失敗返回 -1，並設定相應的 errno。

注意 ：如果檔案已存在，也會返回 -1，建立失敗的錯誤原因是：檔案已存在。

三、命名管道的開啟規則

1. 說明

注意，mkfifo 方法只是建立了一個這樣的檔案，可供其它程序操作。而其它程序想要使用該檔案進行通訊，還是需要像檔案操作一樣，開啟

2. 開啟規則

開啟 FIFO 檔案通常有四種方式，即：

open(const char *path, O_RDONLY); // 只讀的方式開啟（會堵塞）
open(const char *path, O_RDONLY | O_NONBLOCK); // 非堵塞的只讀方式開啟
open(const char *path, O_WRONLY); // 只寫的方式開啟（會堵塞）
open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK); // 非堵塞的只寫方式開啟

3. 規則說明

O_RDONLY 和 O_WRONLY 我們已經很熟悉了，但 O_NONBLOCK

O_NONBLOCK 表示非堵塞的方式，預設情況下，開啟 FIFO 是會堵塞程序的。例如我們的 A 程序使用只讀的方式開啟檔案時，此時它會被堵塞住，直到有一個 B 程序以只寫的方式打開了同一個 FIFO 檔案。同理，先以只寫的方式開啟，也會堵塞住，直到有一個程序以只讀的方法開啟同一個 FIFO 檔案。

可能會覺得有點暈，下面通過一個實際例子，並給出執行的 gif 圖，來理解堵塞的含義。

示例

1. 寫程序

將一個 Hello World 寫到 FIFO 檔案中去。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main() {
    char pathname[] = "my_fifo";
    char buf[] = "Hello World\n";
    mkfifo(pathname, 0775);
    int fd = open(pathname, O_WRONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open failed\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    write(fd, &buf, strlen(buf));
    printf("write done\n");
    close(fd);
    return 0;
}

2. 讀程序

讀取 FIFO 檔案中的資訊，並輸出到標準輸出流中。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main() {
    char pathname[] = "my_fifo";
    char buf[127] = { 0 };
    mkfifo(pathname, 0775);
    int fd = open(pathname, O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open failed\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    int n;
    while ((n = read(fd, buf, 10)) > 0) {
        write(STDOUT_FILENO, &buf, n);
    }
    close(fd);
    return 0;
}

3. 執行示例

先執行讀的程式，open 會堵塞住等待讀入，再執行寫的程式，兩個程序都成功執行完畢。

同理反過來，先執行寫的程式，也會一直堵塞等待。

這裡展示的是先執行 讀 的程序，再執行 寫 的程序，可以觀察到確實會有堵塞的情況。

反過來也是一樣的會有先堵塞 寫 程序，直到 讀 程序執行時結束。