本周学习了第八章的主要内容主要包括两大部分分别为：
一、有名管道FIFO
1.有名管道说明
- 定义：有名管道的出现突破了只能用于具有亲缘关系的进程之间，这就大大地限制了管道的使用限制，它可以使互不相关的两个进程实现彼此通信。该管道可以通过路径名来指出， 并且在文件系统中是可见的。在建立了管道之后，两个进程就可以把它当作普通文件一样进行读写操作， 使用非常方便。
- 注意：FIFO 是严格地遵循先进先出规则的，对管道及 FIFO 的读总是从开始 处返回数据，对它们的写则把数据添加到末尾，它们不支持如 lseek()等文件定位操作。 有名管道的创建可以使用函数 mkfifo()，该函数类似文件中的 open()操作，可以指定管道的路径和打开的模式。
- 对阻塞打开和非阻 塞打开的读写进行讨论：
（1）对于读进程。
若该管道是阻塞打开，且当前 FIFO 内没有数据，则对读进程而言将一直阻塞到有数据写入。
若该管道是非阻塞打开，则不论 FIFO 内是否有数据，读进程都会立即执行读操作。即如果 FIFO 内没有数据，则读函数将立刻返回 0。
（2）对于写进程。
若该管道是阻塞打开，则写操作将一直阻塞到数据可以被写入。
若该管道是非阻塞打开而不能写入全部数据，则读操作进行部分写入或者调用失败。
2．mkfifo()函数格式
- mkfifo()函数语法要点
- FIFO 相关的出错信息
3．使用实例
- 以下是写管道的程序：
/* fifo_write.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#define MYFIFO "/tmp/myfifo" /* 有名管道文件名*/
#define MAX_BUFFER_SIZE PIPE_BUF /*定义在于 limits.h 中*/
int main(int argc, char * argv[]) /*参数为即将写入的字符串*/
{
int fd;
char buff[MAX_BUFFER_SIZE];
int nwrite;
if(argc <= 1)
{
printf("Usage: ./fifo_write string\n");
exit(1);
}
sscanf(argv[1], "%s", buff);
/* 以只写阻塞方式打开 FIFO 管道 */
fd = open(MYFIFO, O_WRONLY);
if (fd == -1)
{
printf("Open fifo file error\n");
exit(1);
}
/*向管道中写入字符串*/
if ((nwrite = write(fd, buff, MAX_BUFFER_SIZE)) > 0)
{
printf("Write ‘%s‘ to FIFO\n", buff);
}
close(fd);
exit(0);
}
- 以下是读管道程序：
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <string.h>
#define MYFIFO "/tmp/myfifo" /* 有名管道文件名*/
#define MAX_BUFFER_SIZE PIPE_BUF /*定义在于 limits.h 中*/
int main()
{
char buff[MAX_BUFFER_SIZE];
int fd;
int nread;
/* 判断有名管道是否已存在，若尚未创建，则以相应的权限创建*/
if (access(MYFIFO, F_OK) == -1)
{
if ((mkfifo(MYFIFO, 0666) < 0) && (errno != EEXIST))
{
printf("Cannot create fifo file\n");
exit(1);
}
}
/* 以只读阻塞方式打开有名管道 */
fd = open(MYFIFO, O_RDONLY);
if (fd == -1)
{
printf("Open fifo file error\n");
exit(1);
}
while (1)
{
memset(buff, 0, sizeof(buff));
if ((nread = read(fd, buff, MAX_BUFFER_SIZE)) > 0)
{
printf("Read ‘%s‘ from FIFO\n", buff);
}
}
close(fd);
exit(0);
}
二、消息队列
1. 消息队列概述
- 顾名思义，消息队列就是一些消息的列表。用户可以从消息队列中添加消息和读取消息等。从这点上看， 消息队列具有一定的 FIFO 特性，但是它可以实现消息的随机查询，比 FIFO 具有更大的优势。同时，这些消息又是存在于内核中的，由“队列 ID”来标识。
2. 消息队列的应用
(1)函数说明
消息队列的实现包括创建或打开消息队列、添加消息、读取消息和控制消息队列这 4 种操作。其中创建 或打开消息队列使用的函数是 msgget()，这里创建的消息队列的数量会受到系统消息队列数量的限制； 添加消息使用的函数是 msgsnd()函数，它把消息添加到已打开的消息队列末尾；读取消息使用的函数是 msgrcv()，它把消息从消息队列中取走，与 FIFO 不同的是，这里可以指定取走某一条消息；最后控制消息队列使用的函数是 msgctl()，它可以完成多项功能。
(2)函数格式
- msgget()函数的语法要点。
- msgsnd()函数的语法要点。
3．使用实例
- 消息队列发送端的代码：
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define BUFFER_SIZE 512
struct message
{
long msg_type;
char msg_text[BUFFER_SIZE];
};
int main()
{
int qid;
key_t key;
struct message msg;
/*根据不同的路径和关键字产生标准的 key*/
if ((key = ftok(".", ‘a‘)) == -1)
{
perror("ftok");
exit(1);
}
/*创建消息队列*/
if ((qid = msgget(key, IPC_CREAT|0666)) == -1)
{
perror("msgget");
exit(1);
}
printf("Open queue %d\n",qid);
while(1)
{
printf("Enter some message to the queue:");
if ((fgets(msg.msg_text, BUFFER_SIZE, stdin)) == NULL)
{
puts("no message");
exit(1);
}
msg.msg_type = getpid();
/*添加消息到消息队列*/
if ((msgsnd(qid, &msg, strlen(msg.msg_text), 0)) < 0)
{
perror("message posted");
exit(1);
}
if (strncmp(msg.msg_text, "quit", 4) == 0)
{
break;
}
}
exit(0);
}
- 以下是消息队列接收端
#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define BUFFER_SIZE 512
struct message
{
long msg_type;
char msg_text[BUFFER_SIZE];
};
int main()
{
int qid;
key_t key;
struct message msg;
/*根据不同的路径和关键字产生标准的 key*/
if ((key = ftok(".", ‘a‘)) == -1)
{
perror("ftok");
exit(1);
}
/*创建消息队列*/
if ((qid = msgget(key, IPC_CREAT|0666)) == -1)
{
perror("msgget");
exit(1);
}
printf("Open queue %d\n", qid);
do
{
/*读取消息队列*/
memset(msg.msg_text, 0, BUFFER_SIZE);
if (msgrcv(qid, (void*)&msg, BUFFER_SIZE, 0, 0) < 0)
{
perror("msgrcv");
exit(1);
}
printf("The message from process %d : %s", msg.msg_type, msg.msg_text);
} while(strncmp(msg.msg_text, "quit", 4));
/*从系统内核中移走消息队列 */
if ((msgctl(qid, IPC_RMID, NULL)) < 0)
{
perror("msgctl");
exit(1);
}
exit(0);
}
时间： 2024-10-13 03:09:31