Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл

<i> memset(buffer, '', sizeof(buffer));</i>

<i> printf(&quot;Process %d opening FIFO O_RDONLYn&quot;, getpid());</i>

<i> pipe_fd = open(FIFO_NAME, open_mode); </i>

<i> printf(&quot;Prосеss %d result %dn&quot;, 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 &gt; 0);</i>

<i>  (void)close(pipe_fd);</i>

<i> } else {</i>

<i>  exit(EXIT_FAILURE);</i>

<i> }</i>

<i> printf(&quot;Process %d finished, %d bytes readn&quot;, 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 &amp;</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.

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.

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 &lt;unistd.h&gt;

#include &lt;stdlib.h&gt;

#include &lt;stdio.h&gt;

#include &lt;string.h&gt;

#include &lt;fcntl.h&gt;

#include &lt;limits.h&gt;

#include &lt;sys/types.h&gt;

#include &lt;sys/stat.h&gt;

#define SERVER_FIFO_NAME &quot;/tmp/serv_fifo&quot;

#define CLIENT_FIFO_NAME &quot;/tmp/cli_%d_fifo&quot;

#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 &quot;client.h&quot;

#include &lt;ctype.h&gt;

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);