操作系統第三次實驗報告——有名管道(FIFO)

来源:https://www.cnblogs.com/MilkoSilver/archive/2020/04/15/12704845.html
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0 個人信息 張櫻姿 201821121038 計算1812 1 實驗目的 掌握進程間通信管道的編程。 2 實驗內容 在伺服器上用VIM編寫一個程式：創建一個命名管道，創建兩個進程分別對管道進行讀(read_fifo.c)和寫(write_fifo.c)。給出源代碼 給出運行結果，並分析 3 實驗報 ...


0 個人信息

  • 張櫻姿
  • 201821121038
  • 計算1812

1 實驗目的

  • 掌握進程間通信管道的編程。

2 實驗內容

  • 在伺服器上用VIM編寫一個程式：創建一個命名管道，創建兩個進程分別對管道進行讀(read_fifo.c)和寫(write_fifo.c)。給出源代碼
  • 給出運行結果，並分析

3 實驗報告

　　3.1 編寫寫管道程式（write_fifo.c）

 1 #include<unistd.h>    //write,read,close,access
 2 #include<string.h>    //memset
 3 #include<errno.h>     //errno
 4 #include<fcntl.h>     //open,O_WRONLY,O_RDONLY
 5 #include<stdio.h>     //printf,sscanf
 6 #include<stdlib.h>    //exit
 7 #include<limits.h>    //PIPE_BUF
 8 
 9 #define MYFIFO "/tmp/myfifo" //有名管道文件名
10 #define BUFES PIPE_BUF
11 
12 int main(int argc,char * argv[])
13 {
14     int fd,n;
15     char buff[BUFES];
16     
17     if(argc <= 1)
18     {
19         exit(1);
20     }
21     sscanf(argv[1],"%s",buff);
22     //以只寫阻塞方式打開FIFO管道
23     fd = open(MYFIFO,O_WRONLY);
24     if(fd==-1)
25     {
26         printf("Open fifo error\n");
27         exit(1);
28     }
29     //向管道中寫入字元串
30     if((n = write(fd,buff,BUFES))>0)
31     {
32         printf("Finish writing '%s' to FIFO\n",buff);
33     }
34     close(fd);
35     exit(0);
36 }

　　3.2 編寫讀管道程式（read_fifo.c）

 1 #include<unistd.h>    //write,read,close,access
 2 #include<string.h>    //memset
 3 #include<errno.h>     //errno
 4 #include<fcntl.h>     //open,O_WRONLY,O_RDONLY
 5 #include<stdio.h>     //printf,sscanf
 6 #include<stdlib.h>    //exit
 7 #include<limits.h>    //PIPE_BUF
 8 
 9 #define MYFIFO "/tmp/myfifo" 
10 #define BUFES PIPE_BUF
11 
12 int main()
13 {
14     int fd,n;
15     char buff[BUFES];
16     //判斷有名管道是否已存在
17     if(access(MYFIFO,F_OK)==-1)
18     {    //若不存在，則創建可讀可寫的有名管道
19         if((mkfifo(MYFIFO,0666)<0)&&(errno != EEXIST))
20         {
21             printf("Could't create fifo\n");
22             exit(1);
23         }
24     }
25     //以只讀阻塞方式打開有名管道
26     fd = open(MYFIFO,O_RDONLY);
27     if(fd==-1)
28     {
29         printf("Open fifo error\n");
30         exit(1);
31     }
32     //不停讀取管道中的數據，如果沒用數據可讀，則一直處於阻塞狀態
33     while(1)
34     {
35         memset(buff,0,sizeof(buff));
36         if((n = read(fd,buff,BUFES))>0)
37         {
38             printf("Read '%s' from FIFO\n",buff);
39         }
40     }
41     close(fd);
42     exit(0);
43 }

　　3.3 運行結果及分析

　　　　為了能夠較好地觀察運行結果，將兩程式分別編譯後，把這兩個程式分別在兩個終端里運行，在這裡首先啟動讀管道程式。讀管道進程在建立管道後就開始迴圈地從管道里讀出內容，如果沒有數據可讀，則一直阻塞到寫管道進程向管道寫入數據。在啟動了寫管道程式後，讀進程能夠從管道里讀出用戶的輸入內容，程式運行結果如下：

 　　　　分析：

　　　　①對於讀進程：

　　　　· 若該管道是阻塞打開，且當前FIFO內無數據，則對讀進程而言一直阻塞到有數據寫入。

　　　　· 若該管道是非阻塞打開，則不論FIFO內是否有數據，都進程都會立即執行讀操作。也就是說若FIFO內無數據，那麼讀程式將立馬返回0。

　　　　此處使用的是阻塞方式。

　　　　②對於寫進程：

　　　　· 若該管道是阻塞打開，則寫進程將一直阻塞到有數據寫入。

　　　　· 若該管道是非阻塞打開而不能寫入全部數據，則對讀進程而言只能進行部分寫入或者調用失敗。

 　　　　　③管道模式：

　　　　· O_RDONLY:讀管道。

　　　　· O_WRONLY:寫管道。

　　　　· O_RDWR:讀寫管道。

　　　　· O_NONBLOCK:非阻塞。

　　　　· O_CREAT:如果該文件不存在，就創建一個新的文件，並使用第3個參數為其設置許可權。

　　　　· O_EXCL:測試文件是否存在。如果使用O_CREAT|O_CREAT時文件存在，那麼將返回出錯：errno == EEXIST。

　　3.4 創建兩個有名管道實現聊天程式

　　伺服器端程式：

 1 /*Server.c*/
 2 #include<unistd.h>    
 3 #include<string.h>    
 4 #include<errno.h>   
 5 #include<fcntl.h>    
 6 #include<stdio.h>    
 7 #include<stdlib.h>    
 8 #include<limits.h>    
 9 
10 #define WRITE_FIFO "/tmp/readfifo" 
11 #define READ_FIFO "/tmp/writefifo" 
12 #define BUFES PIPE_BUF
13 
14 int main(int argc,char * argv[])
15 {
16     int wfd,rfd,n;
17     char buff[BUFES],readbuff[BUFES];
18     //創建管道WRITE_FIFO
19     mkfifo(WRITE_FIFO, S_IFIFO|0666);
20     //以只讀阻塞方式打開FIFO管道
21     rfd = open(READ_FIFO,O_RDONLY);
22     //以只寫阻塞方式打開FIFO管道
23     wfd = open(WRITE_FIFO,O_WRONLY);
24     //不停讀取管道中的數據，如果沒用數據可讀，則一直處於阻塞狀態
25     while(1){
26         memset(readbuff,0,sizeof(readbuff));
27         if((n = read(rfd,readbuff,BUFES))>0)
28         {
29             readbuff[BUFES] = '\0';
30             printf("Client: %s\n",readbuff);
31         }
32         memset(buff,0,sizeof(buff));
33         printf("Server: ");
34         fgets(buff, BUFES, stdin);
35         buff[strlen(buff)-1] = '\0';
36 
37         write(wfd,buff,strlen(buff));
38     }
39     close(wfd);
40     close(rfd);
41     exit(0);
42 }

　　客戶端程式：

 1 /*Client.c*/
 2 #include<unistd.h>    
 3 #include<string.h>    
 4 #include<errno.h>   
 5 #include<fcntl.h>    
 6 #include<stdio.h>    
 7 #include<stdlib.h>    
 8 #include<limits.h>    
 9 
10 #define WRITE_FIFO "/tmp/writefifo" 
11 #define READ_FIFO "/tmp/readfifo" 
12 #define BUFES PIPE_BUF
13 
14 int main(int argc,char * argv[])
15 {
16     int wfd,rfd,n;
17     char buff[BUFES],readbuff[BUFES];
18     //創建管道READ_FIFO
19     mkfifo(WRITE_FIFO, S_IFIFO|0666);    
20     //以只寫阻塞方式打開FIFO管道
21     wfd = open(WRITE_FIFO,O_WRONLY);
22     //以只讀阻塞方式打開FIFO管道
23     rfd = open(READ_FIFO,O_RDONLY);
24     //不停讀取管道中的數據，如果沒用數據可讀，則一直處於阻塞狀態
25     while(1)
26     {    
27         memset(buff,0,sizeof(buff));
28         printf("Client: ");
29         fgets(buff, BUFES, stdin);
30         buff[strlen(buff)-1] = '\0';
31 
32         write(wfd,buff,strlen(buff));
33         memset(readbuff,0,sizeof(readbuff));
34         if((n = read(rfd,readbuff,BUFES))>0)
35         {
36             printf("Server: %s\n",readbuff);
37         }
38     }
39     close(wfd);
40     close(rfd);
41     exit(0);
42 }

　　3.5 運行效果及分析

 　　分析：在這裡首先啟動客戶端程式，再啟動伺服器端程式。客戶端在建立管道後，首先寫入數據到管道中，接著數據傳遞到伺服器端，然後伺服器端將數據寫入管道中，再傳遞到客戶端，如此往複迴圈。如果沒有數據可讀，則一直阻塞到寫管道進程向管道寫入數據。

4 References


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