<i> memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));</i>
<i> printf("Process %d opening FIFO O_RDONLY\n", getpid());</i>
<i> pipe_fd = open(FIFO_NAME, open_mode); </i>
<i> printf("Prосеss %d result %d\n", getpid(), pipe_fd);</i>
<i> if (pipe_fd != -1) {</i>
<i> do {</i>
<i> res = read(pipe_fd, buffer,BUFFER_SIZE);</i>
<i> bytes_read += res;</i>
<i> } while (res > 0);</i>
<i> (void)close(pipe_fd);</i>
<i> } else {</i>
<i> exit(EXIT_FAILURE);</i>
<i> }</i>
<i> printf("Process %d finished, %d bytes read\n", getpid(), bytes_read);</i>
exit(EXIT_SUCCESS);
}
Когда вы выполните эти программы одновременно, с использованием команды
time
для хронометража читающего процесса, то получите следующий (с некоторыми пропусками для краткости) вывод:
$ <b>./fifo3 &</b>
[1] 375
Process 375 opening FIFO O_WRONLY
$ <b>time ./fifo4</b>
Process 377 opening FIFO O_RDONLY
Process 375 result 3
Process 377 result 3
Process 375 finished
Process 377 finished, 10485760 bytes read
real 0m0.053s
user 0m0.020s
sys 0m0.040s
[1]+ Done ./fifo3
Как это работает
Обе программы применяют FIFO в режиме блокировки. Вы запускаете первой программу fifo3 (пишущий процесс/поставщик), которая блокируется, ожидая, когда читающий процесс откроет канал FIFO. Когда программа fifo4 (потребитель) запускается, пишущий процесс разблокируется и начинает записывать данные в канал. В это же время читающий процесс начинает считывать данные из канала.
Примечание
ОС Linux так организует планирование двух процессов, что они оба выполняются, когда могут, и заблокированы в противном случае. Следовательно, пишущий процесс блокируется, когда канал полон, а читающий — когда канал пуст.
Вывод команды
time
показывает, что читающему процессу потребовалось гораздо меньше одной десятой секунды для считывания 10 Мбайт данных в процесс. Это свидетельствует о том, что каналы, по крайней мере, их реализация в современных версиях Linux, могут быть эффективным средством обмена данными между программами.
Более сложная тема: применение каналов FIFO в клиент-серверных приложениях
Заканчивая обсуждение каналов FIFO, давайте рассмотрим возможность построения очень простого клиент-серверного приложения, применяющего именованные каналы. Вы хотите, чтобы один серверный процесс принимал запросы, обрабатывал их и возвращал результирующие данные запрашивающей стороне — клиенту.
Вам нужно разрешить множественным клиентским процессам отправлять данные серверу. Для простоты предположим, что данные, которые нужно обработать, можно разбить на блоки, каждый из которых меньше
PIPE_BUF
байтов. Конечно, реализовать такую систему можно разными способами, но мы рассмотрим только один, как иллюстрацию применения именованных каналов.
Поскольку сервер будет обрабатывать только один блок данных в каждый момент времени, кажется логичным создать один канал FIFO, который читается сервером и в который записывают всё клиенты. Если открыть FIFO в блокирующем режиме, сервер и клиенты будут при необходимости блокироваться.
Возвращать обработанные данные клиентам немного сложнее. Вам придется организовать второй канал для возвращаемых данных, один для каждого клиента. Если передавать идентификатор (PID) процесса-клиента в исходных данных, отправляемых на сервер, обе стороны смогут использовать его для генерации уникального имени канала с возвращаемыми данными.
Выполните упражнение 13.13.
Упражнение 13.13. Пример клиент-серверного приложения
1. Прежде всего, вам нужен заголовочный файл client.h, в котором определены данные, общие для серверных и клиентских программ. В приложение также для удобства включены требуемые системные заголовочные файлы.
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <limits.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define SERVER_FIFO_NAME "/tmp/serv_fifo"
#define CLIENT_FIFO_NAME "/tmp/cli_%d_fifo"
#define BUFFER_SIZE 20
struct data_to_pass_st {
pid_t client_pid;
char some_data[BUFFER_SIZE - 1];
};
2. Теперь займемся серверной программой server.c. В этом разделе вы создаете и затем открываете канал сервера. Он задается в режиме "только для чтения" и с блокировкой. После засыпания (из демонстрационных соображений) сервер читает данные от клиента, у которого есть структура типа
data_to_pass_st
.
#include "client.h"
#include <ctype.h>
int main() {
int server_fifo_fd, client fifo_fd;
struct data_to_pass_st my_data;
int read_res;
char client_fifo[256];
char *tmp_char_ptr;
mkfifo(SERVER_FIFO_NAME, 0777);
server_fifo_fd = open(SERVER_FIFO_NAME, O_RDONLY);
