如何在Linux中创建和使用FIFO文件？

一、

FIFO（First In First Out）是一种特殊类型的命名管道文件，用于在Linux系统中实现进程间通信，与普通的管道不同，FIFO可以在不相关的进程之间交换数据，打破了传统管道仅限于父子进程或兄弟进程之间通信的限制，FIFO文件在文件系统中以文件的形式存在，但具有管道的特性。

二、创建FIFO文件

可以使用mkfifo命令来创建FIFO文件，命令的基本语法是：

mkfifo [选项]... 文件名

要创建一个名为myfifo的FIFO文件，可以运行以下命令：

mkfifo myfifo

也可以通过调用umask系统调用来设定创建文件的权限，然后使用mknod系统调用或指定参数S_IFIFO的mkfifo函数来创建FIFO文件。

三、FIFO文件的特性

1、单向通信：FIFO是一种单向通信机制，允许一个进程写入数据到管道的一端，另一个进程从另一端读取数据。

2、先进先出：FIFO按照先进先出的原则处理数据，即先写入的数据先被读取。

3、阻塞与非阻塞模式：默认情况下，FIFO文件的读写操作是阻塞的，如果没有数据可读，读取操作会一直阻塞，直到有数据可读为止，同样，写入操作也会在没有足够空间可写时阻塞，可以使用非阻塞模式来进行读写操作，以避免进程因为没有数据可读或没有空间可写而阻塞。

4、文件系统可见性：FIFO文件在文件系统中有对应的inode，可以通过ls命令查看其存在。

四、使用FIFO文件进行进程间通信

FIFO文件可以在不同的进程之间进行通信，甚至可以在不同的计算机之间进行通信，以下是一个使用FIFO进行进程间通信的示例：

假设有两个脚本文件：sender.sh和receiver.sh。sender.sh脚本将数据写入FIFO，receiver.sh脚本从FIFO中读取数据并进行处理。

sender.sh如下：

#!/bin/bash
FIFO="myfifo"
创建FIFO
mkfifo $FIFO
将数据写入FIFO
echo "Hello, FIFO!" > $FIFO
删除FIFO
rm $FIFO

receiver.sh如下：

#!/bin/bash
FIFO="myfifo"
从FIFO中读取数据
data=$(cat $FIFO)
处理数据
echo "Received data: $data"

在终端中依次运行以下命令：

chmod +x sender.sh receiver.sh # 添加可执行权限
./sender.sh & # 启动sender.sh脚本并在后台运行
./receiver.sh # 运行receiver.sh脚本

运行结果如下：

Received data: Hello, FIFO!

这样，sender.sh脚本通过FIFO将数据传输给了receiver.sh脚本，实现了进程间的通信。

五、注意事项

1、传输数据大小限制：对于FIFO的访问就像访问正规文件一样，可以使用open/read/write/close等系统调用进行访问，但每次传输的数据需要限定在PIPE_BUF之内（通常为512字节）。

2、权限设置：在创建FIFO文件时，可以通过mkfifo命令的-m选项设置FIFO的访问权限。

3、错误处理：在使用FIFO进行进程间通信时，需要注意错误处理机制的设计，以确保在发生异常情况时能够正确处理。

FIFO是Linux中一种特殊的命名管道文件，用于在不同进程之间进行通信，通过mkfifo命令可以创建FIFO文件，然后可以使用文件操作命令对其进行读写操作，FIFO具有单向通信、先进先出、阻塞与非阻塞模式以及文件系统可见性等特性，在多进程编程和Shell脚本中使用FIFO文件可以实现进程间的同步和通信，在使用FIFO文件时需要注意传输数据大小限制、权限设置以及错误处理等问题。