操作系统第三次实验报告：管道

姓名：傅伟杰

班级：计算1811

学号：201821121018

一、实验目的

掌握进程间通信管道的编程。

二、实验内容

在服务器上用vim编写一个程序：创建一个命名管道，创建两个进程分别对管道进行读fifo_read.c和写fifo_write.c。给出源代码


1.编写程序

源代码：

fifo_read.c

/*fifo_read*/
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define MAXSIZE 128
int main()
{
    unlink("fifo");
    if (mkfifo("fifo", 0777) < 0)
    { //创建管道
        printf("create fifo error ! \n");
        return -1;
    }
    int fd = open("fifo", O_RDONLY);
    if (fd < 0)
    {
        printf("open file error!\n");
        return -2;
    }
    char read_buff[200];
    while (1)
    {
        printf("waiting write!\n");
        ssize_t size = read(fd, read_buff, sizeof(read_buff) - 1);
        if (size < 0)
        {
            printf("Read error!\n");
            break;
        }
        else if (size == 0)
        {
            printf("exit!");
        }
        else
        {
            read_buff[size] = 0;
            printf("reading from fifo.\n");
            printf("outputing:%s", read_buff);
        }
    }
    close(fd);
    return 0;
}

 

fifo_write.c

/*fifo_write0*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define MAXSIZE 128
int main()
{
    int fd = open("FIFO", O_WRONLY);
    if (fd < 0)
    {   //打开文件
        //只写
        printf("open file error!\n");
        return -1;
    }
    while (1)
    {
        char write_buff[200];
        printf("Please write:");
        fflush(stdout);
        ssize_t size = read(0, write_buff, sizeof(write_buff) - 1);
        /*读取write_buff的内容到buf*/
        if (size <= 0)
        {
            printf("read error!\n");
            break;
        }
        else if (size > 0)
        {
            write_buff[size] = 0;
            int len = strlen(write_buff)
                write(fd, write_buff, len);
        }
    }
    close(fd);
    return 0;
}

 

2.运行结果

打开2个窗口分别运行fifo_read和fifo_write

、

 

(fuweijie 未输入)

 

 

 

 

输入message

 

 

 

 

 

 

 

3.分析

这两个进程是通过管道fifo进行通信联系的，如果我先运行fifo_write会发生open file error，它必须先运行fifo_read.c，建立管道之后，fifo_write才能够正常的执行，对于读进程，如果管道是阻塞打开的，但是我并没有写入数据到fifo中，读进程会一直阻塞直至有数据输入，这也就解释了为什么会一直停在 waiting write！，写进程，也会一直阻塞到有数据写入，但是如果管道非阻塞打开，那么不论我有没有写入数据到fifo中，进程都会直接进行读，也就不会停留，fifo_read就马上返回为0，写进程就可能发生数据还没有完全写入，那么都进程就肯只能写部分数据，甚至可能出现错误的情况。

对于函数mkfifo中的mode字段的解释：

　　O_RDONLY:读管道。

　　O_WRONLY:写管道。

　　O_RDWR:读写管道。

　　O_NONBLOCK:非阻塞。

　　O_CREAT:如果该文件不存在，就创建一个新的文件，并使用第3个参数为其设置权限。

　　O_EXCL:测试文件是否存在。

4.实验疑问

实验中碰到的问题：

运行fifo_read和fifo_write后，当write输入信息之后确定，read 会一直输出exit,并且一开始运行两个程序，fifo_read没有输出waiting write！?

我一开始认为是fifo_read 程序编写过程中出现了问题，经过检查并不是，而是fifo_write 文件关闭的位置发生错误，我用的是一个无限循环来实行可以重复输入，但是我close放在了while中，于是当执行完1遍后，此时就是关闭，这个时候buf的size大小为0，这也就解释了为什么一直输出exit。改正方法，将close放到while外面即可。

 

产生新的疑问：

对于函数mkfifo创建命名管道，int mkfifo(const char *filename,mode_t mode);mode:O_RDONLY,O_WRONLY,O_RDWR,...

对于mkfifo("fifo",0777)中的0777有什么含义，代表着那个mode并不了解，网上也没有看到相关的资料。

 

5.参考资料：

https://blog.csdn.net/u011392772/article/details/52534887

https://blog.csdn.net/wk_bjut_edu_cn/article/details/80314780

https://blog.csdn.net/weixin_34391854/article/details/86226877