管道的緩沖區是有限的(管道制存在于內存中,在管道創建時,為緩沖區分配一個頁面大小)
管道所傳送的是無格式字節流,這就要求管道的讀出方和寫入方必須事先約定好數據的格式,比如多少字節算作一個消息(或命令、或記錄)等等
FIFO往往都是多個寫進程,一個讀進程。
FIFO的打開規則:
如果當前打開操作是為讀而打開FIFO時,若已經有相應進程為寫而打開該FIFO,則當前打開操作將成功返回;否則,可能阻塞直到有相應進程為寫而打開該FIFO(當前打開操作設置了阻塞標志);或者,成功返回(當前打開操作沒有設置阻塞標志)。
如果當前打開操作是為寫而打開FIFO時,如果已經有相應進程為讀而打開該FIFO,則當前打開操作將成功返回;否則,可能阻塞直到有相應進程為讀而打開該FIFO(當前打開操作設置了阻塞標志);或者,返回ENXIO錯誤(當前打開操作沒有設置阻塞標志)。
總之就是一句話,一旦設置了阻塞標志,調用mkfifo建立好之后,那么管道的兩端讀寫必須分別打開,有任何一方未打開,則在調用open的時候就阻塞。
從FIFO中讀取數據:
約定:如果一個進程為了從FIFO中讀取數據而阻塞打開FIFO,那么稱該進程內的讀操作為設置了阻塞標志的讀操作。(意思就是我現在要打開一個有名管道來讀數據!)
如果有進程寫打開FIFO,且當前FIFO內沒有數據(可以理解為管道的兩端都建立好了,但是寫端還沒開始寫數據!)
則對于設置了阻塞標志的讀操作來說,將一直阻塞(就是block住了,等待數據。它并不消耗CPU資源,這種進程的同步方式對CPU而言是非常有效率的。)
對于沒有設置阻塞標志讀操作來說則返回-1,當前errno值為EAGAIN,提醒以后再試。
對于設置了阻塞標志的讀操作說(見上面的約定)
造成阻塞的原因有兩種
1、FIFO內有數據,但有其它進程在讀這些數據
2、FIFO內沒有數據。解阻塞的原因則是FIFO中有新的數據寫入,不論信寫入數據量的大小,也不論讀操作請求多少數據量。
讀打開的阻塞標志只對本進程個讀操作施加作用,如果本進程內有多個讀操作序列,則在個讀操作被喚醒并完成讀操作后,其它將要執行的讀操作將不再阻塞,即使在執行讀操作時,FIFO中沒有數據也一樣,此時,讀操作返回0。
注:如果FIFO中有數據,則設置了阻塞標志的讀操作不會因為FIFO中的字節數小于請求讀的字節數而阻塞,此時,讀操作會返回FIFO中現有的數據量。
向FIFO中寫入數據:
約定:如果一個進程為了向FIFO中寫入數據而阻塞打開FIFO,那么稱該進程內的寫操作為設置了阻塞標志的寫操作。
對于設置了阻塞標志的寫操作:
1、
當要寫入的數據量不大于PIPE_BUF時,linux將保證寫入的原子性。如果此時管道空閑緩沖區不足以容納要寫入的字節數,則進入睡眠,直到當緩沖區
中能夠容納要寫入的字節數時,才開始進行一次性寫操作。(PIPE_BUF ==>>
/usr/include/linux/limits.h)
2、當要寫入的數據量大于PIPE_BUF時,linux將不再保證寫入的原子性。FIFO緩沖區一有空閑區域,寫進程就會試圖向管道寫入數據,寫操作在寫完所有請求寫的數據后返回。
對于沒有設置阻塞標志的寫操作:
1、當要寫入的數據量大于PIPE_BUF時,linux將不再保證寫入的原子性。在寫滿所有FIFO空閑緩沖區后,寫操作返回。
2、當要寫入的數據量不大于PIPE_BUF時,linux將保證寫入的原子性。如果當前FIFO空閑緩沖區能夠容納請求寫入的字節數,寫完后成功返回;如果當前FIFO空閑緩沖區不能夠容納請求寫入的字節數,則返回EAGAIN錯誤,提醒以后再寫。