操作系统第3次实验报告：管道

　零、个人信息

• 姓名：陈韵
• 学号：201821121053
• 班级：计算1812

　一、编写程序

　  在服务器上用Vim编写程序：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 与写 fifo_write.c。给出源代码如下

　  fifo_read.c：

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h> // exit
#include <fcntl.h>  //权限
#include <errno.h>
int main()
{
    int fd;
    int count = 0;  //用于存储读取到的数据个数
    int len;        //从fifo中读取的数据长度
    char buf[1024]; //数据流
    //创建fifo管道
    //创建fifo 授予可读可写的权限，同时确认是fifo创建失败而非文件已经存在。
    if (mkfifo("fifo", 0666) < 0 && errno != EEXIST)
    {
        perror("创建fifo失败!");
    }
    //创建成功 以只读方式打开fifo
    if ((fd = open("fifo", O_RDONLY)) < 0)
    {
        perror("打开fifo失败!");
        exit(1);
    }
    //读取fifo管道
    while ((len = read(fd, buf, 1024)) > 0)
    {
        count++;
        printf("读取到的信息%d为:%s\n", count, buf);
    }
    printf("写入端关闭!");
    close(fd);
    return 0;
}

 

  　fifo_write.c：

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h> // exit
#include <fcntl.h>  //权限

int main()
{
    int fd;         //存放open的返回值
    char buf[1024]; //存放数据流

    printf("我是进程：%d,现在开始写入数据。\n若想停止输入请按~。 \n", getpid());
    //以只写打开fifo
    if ((fd = open("fifo", O_WRONLY)) < 0)
    {
        perror("打开fifo失败!");
        exit(1);
    }
    //打开fifo成功  开始写入数据
    while (1)
    {
        scanf("%s", buf);
        //用于判断是否停止读入
        if (strcmp(buf, "~") == 0)
            break;
        //根据输入的值 写入fifo中
        if (write(fd, buf, strlen(buf) + 1) < 0)
        {
            perror("写入fifo失败!");
            close(fd); //关闭打开的fifo
            exit(1);
        }
        printf("写入FIFO:%s\n", buf);
    }
    close(fd);
    return (0);
}

 

　二、分析运行结果

　　 1、先确保打开2个命令行窗口，一个用于读入，一个用于写入。并分别编译 fifo_read.c 与 fifo_write.c

　　　　

　　　　　

 

 2、先运行读端：fifo_read.c。此时用ls命令会发现fifo_read.c运行时所创建的FIFO文件

 

　　　后运行写端：fifo_write.c。开始键入数据，最后以 " ~ " 停止输入。

 

 

 　  3、过程分析：

• • 当运行fifo_read.c与fifo_write.c后，因为写端还没有写入数据，此时的读端会处于阻塞状态，以等待写端的数据写入。于此同时写端也在等待用户键入数据。　　

• 当用户从写端键入数据后，写端的控制台会显示用户已经写入FIFO的数据，于此同时读端也会马上读取到用户刚刚写入的数据，并显示出来。
• 当用户键入“ ~ ” 后，写端停止写入，并关闭打开的FIFO，进程结束。与此同时读端因为没有读取到数据，打印出写入端关闭，进程结束

　  4、小结：　　

• 使用FIFO进行通信，每次传输的数据一定要在大小之内。　
• 对FIFO的访问实际上可以转化成对文件的访问，诸如open/write/read等都是行得通滴。
• open以及mkfifo的第二个参数为文件的权限，常见的有:
  •     O_RDONLY          以只读的方式打开
  •     O_WRONLY          以只写的方式打开
  •     O_RDWR              以可读写的方式打开
• 同时注意open一个FIFO，根据是否设置非阻塞标志，有不同的情况：
  • 默认为没有指定非阻塞标志，如本次实验。
    • 只读open要阻塞到某个进程为写，才打开FIFO。
      
    • 只写open同样要阻塞到某个进程为读，才打开它。
  • 若指定了非阻塞标志
    • 只读open立即返回。
    • 只写open将出错，并返回-1。
• 使用到FIFO的情况：
  • 　如本次实验，一个进程读数据，一个进程写数据。
  •     实现client/server架构，客户端和服务端进行通信。

　三. 通过该实验产生新的疑问及解答

　　1.管道pipe和命名管道FIFO,他们之间的差异是什么？是什么导致了这个差异？？？

　　　FIFO可以用于任意2个进程的通信，而pipe只能用于父子进程、兄弟进程等具有血缘关系的进程之间的通信。

　　　我们可以通过ls命令查看FIFO在文件系统中对应的inode，就是因为有了名字，所以它可用于任意两个进程之间的通信。而pipe没有名　          字，在现有的文件系统中，都无法查找到它的存在。

　　　　

 

 

 　　2.如果FIFO可以实现C/S架构，那么可不可以实现多个客户端向同一个服务端发送信息？

　　　可见目前的FIFO有多个写进程。问题来了，服务器端如何把回答送至各个对应的客户端呢？很显然此时不能再利用单个FIFO了。通过查  阅相关资料发现了一种可行的解决办法：每个客户进程都在请求中包含他自己的进程ID，然后服务器进程为每个客户进程独立创建一个            FIFO。