linux fifo 非阻塞
Linux FIFO（命名管道）非阻塞基础概念
FIFO（First In, First Out）是一种特殊的文件类型，用于进程间的通信。它允许一个进程向另一个进程发送数据，而不需要使用临时文件或共享内存。在Linux系统中，FIFO通常通过mkfifo命令创建，并且可以通过文件系统进行访问。
非阻塞模式
默认情况下，FIFO是阻塞的，即读取操作会一直等待直到有数据可读，写入操作会一直等待直到有空间可写。非阻塞模式则允许读取和写入操作在没有数据或空间时立即返回，而不是等待。
相关优势
- 简化进程间通信：FIFO提供了一种简单的方式来在不同的进程之间传递数据。
- 避免临时文件：使用FIFO可以避免创建和管理临时文件的需要。
- 提高效率：非阻塞模式可以提高程序的响应性，特别是在需要快速处理多个请求的场景中。
类型与应用场景
- 单向FIFO：数据只能从一个方向流动。
- 双向FIFO：数据可以在两个方向上流动。
应用场景包括但不限于：
- 日志记录：将日志信息从一个进程发送到另一个进程进行处理。
- 任务分发：主进程将任务分发给多个工作进程。
- 实时数据处理：在实时系统中，快速传递数据而不等待。
示例代码
以下是一个简单的示例，展示如何在Linux中使用非阻塞FIFO：
创建FIFO
mkfifo /tmp/myfifo写入数据的进程（writer.c）
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int main() {
int fd = open("/tmp/myfifo", O_WRONLY | O_NONBLOCK);
if (fd == -1) {
perror("open");
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
char buffer[20];
snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Message %d\n", i);
write(fd, buffer, strlen(buffer));
sleep(1);
}
close(fd);
return 0;
}读取数据的进程（reader.c）
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int main() {
int fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
if (fd == -1) {
perror("open");
exit(EXIT_FAILURE);
}
char buffer[100];
while (1) {
ssize_t bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
if (bytesRead > 0) {
buffer[bytesRead] = '\0';
printf("Received: %s", buffer);
} else if (bytesRead == -1 && errno != EAGAIN) {
perror("read");
break;
}
sleep(1);
}
close(fd);
return 0;
}遇到的问题及解决方法
问题：在非阻塞模式下，读取操作可能会频繁返回EAGAIN错误，导致程序不断轮询，消耗CPU资源。
解决方法：
- 使用
select或poll：这些系统调用可以有效地等待多个文件描述符的状态变化，避免忙等待。 - 设置合理的超时时间：在轮询时设置一个合理的超时时间，减少CPU占用。
使用select的示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int main() {
int fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
if (fd == -1) {
perror("open");
exit(EXIT_FAILURE);
}
fd_set readfds;
struct timeval timeout;
while (1) {
FD_ZERO(&readfds);
FD_SET(fd, &readfds);
timeout.tv_sec = 1; // 1 second timeout
timeout.tv_usec = 0;
int ret = select(fd + 1, &readfds, NULL, NULL, &timeout);
if (ret == -1) {
perror("select");
break;
} else if (ret > 0) {
if (FD_ISSET(fd, &readfds)) {
char buffer[100];
ssize_t bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
if (bytesRead > 0) {
buffer[bytesRead] = '\0';
printf("Received: %s", buffer);
}
}
}
}
close(fd);
return 0;
}通过这种方式，可以有效减少CPU资源的浪费，同时保持程序的非阻塞特性。
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