嵌入式程序设计 第七周

     第七周课程主要学习了有名管道和消息队列的传输和接收。

一丶有名管道

有名管道和无名管道的区别：

1.  有名管道定义：可以使互不相关的两个进程实现彼此通信的管道就是有名管道。
有名管道可以通过路径名来指出，并且在文件系统中是可见的。在建立了管道之后，两个进程就可以把它当作普通文件一样进行读写操作，使用非常方便。不过值得注意的是，FIFO 是严格地遵循先进先出规则的，对管道及 FIFO 的读总是从开始处返回数据，对它们的写则把数据添加到末尾，它们不支持如 lseek()等文件定位操作。
有名管道的创建可以使用函数 mkfifo()，该函数类似文件中的 open()操作，可以指定管道的路径和打开的。
模式。

- FIFO的打开规则：

               1.如果当前打开操作是为读而打开FIFO时，若已经有相应进程为写而打开该FIFO，则当前打开操作将成功返回；否则，可能阻塞直到有相应进程为写而打开该FIFO（当前打开操作设置了阻塞标志）；或者，成功返回（当前打开操作没有设置阻塞标志）。

              2.如果当前打开操作是为写而打开FIFO时，如果已经有相应进程为读而打开该FIFO，则当前打开操作将成功返回；否则，可能阻塞直到有相应进程为读而打开该FIFO；或者，返回ENXIO错误。

- 从FIFO中读取数据：

           1. 如果当前打开操作是为读而打开FIFO时，若已经有相应进程为写而打开该FIFO，则当前打开操作将成功返回；否则，可能阻塞直到有相应进程为写而打开该FIFO（当前打开操作设置了阻塞标志）；或者，成功返回（当前打开操作没有设置阻塞标志）。

　　　2.造成阻塞的原因有两种：

      （1）FIFO内有数据，但有其它进程在读这些数据
      （2）FIFO内没有数据。解阻塞的原因则是FIFO中有新的数据写入，不论信写入数据量的大小，也不论读操作请求多少数据量。

- 有名管道的创建

　　　　　　　　　　　　　#include <sys/types.h>

　　　　　　　　　　　　　  #include <sys/ipc.h>

　　　　　　　　　　　　　   #include <sys/shm.h>

 

    该函数的第一个参数是一个普通的路径名，也就是创建后FIFO的名字。第二个参数与打开普通文件的open()函数中的mode 参数相同。如果mkfifo的第一个参数是一个已经存在的路径名时，会返回EEXIST错误，所以一般典型的调用代码首先会检查是否返回该错误，如果确实返回该错误，那么只要调用打开FIFO的函数就可以了。一般文件的I/O函数都可以用于FIFO，如close、read、write等等。

　mkfifo()函数：相关函数：   pipe，popen，open，umask ；

                                表头文件：

　　　　　　　　　　

                                                #include <sys/types.h>

　　　　　　　　　　　　　  #include <sys/ipc.h>

　　　　　　　　　　　　　   #include <sys/shm.h>

　　　　　　　　　　函数说明：　mkfifo()会依参数pathname建立特殊的FIFO文件，该文件必须不存在，而参数mode为该文件的权限（mode%~umask），因此 umask值也会影响到FIFO文件的权限。Mkfifo()建立的FIFO文件其他进程都可以用读写一般文件的方式存取。当使用open()来打开 FIFO文件时，O_NONBLOCK旗标会有影响

　　　　　　　　　　返回值：若成功则返回0，否则返回-1，错误原因存于errno中。

　　　　　　　　　　FIFO相关出错信息：

　　　　　　　　　　　 管道参数mkfifo()函数格式

　　　　　　　　　　　　O_RDONLY：读管道
　　　　　　　　　　　　O_WRONLY：写管道
　　　　　　　　　　　　O_RDWR：读写管道
　　　　　　　　　　　　O_NONBLOCK：非阻塞 等一系列传入值与返回值。

　　　　　　　　　　　　首先启动读管道程序。 读管道进程在建立管道之后就开始循环地从管道里读出内容，如果没有数据可读，则一直阻塞到写管道进 程向管道写入数据。　在启动了写管道程序后，读进程能够从管道里读出用户的输入内容。

二、消息队列

1、消息队列定义：

顾名思义，消息队列就是一些消息的列表。用户可以从消息队列中添加消息和读取消息等。从这点上看，消息队列具有一定的 FIFO 特性，但是它可以实现消息的随机查询，比 FIFO 具有更大的优势。同时，这些消息又是存在于内核中的，由“队列 ID”来标识。

2、消息队列的实现

消息队列的实现包括创建或打开消息队列、添加消息、读取消息和控制消息队列这 4 种操作。其中创建或打开消息队列使用的函数是 msgget()，这里创建的消息队列的数量会受到系统消息队列数量的限制；添加消息使用的函数是 msgsnd()函数，它把消息添加到已打开的消息队列末尾；读取消息使用的函数是msgrcv()，它把消息从消息队列中取走，与 FIFO 不同的是，这里可以指定取走某一条消息；最后控制消息队列使用的函数是 msgctl()，它可以完成多项功能。

　　　　具体实现操作：

　　　　　　-创建或打开消息队列：使用的函数是msgget()，这里创建的消息队列的数量会受到系统消息队列数量的限制。
　　　　　　-.添加消息：使用的函数是msgsnd()，它把消息添加到已打开的消息队列末尾。
　　　　　　-读取消息：使用的函数是msgrcv()，它把消息从消息队列中取走，与FIFO不同的是，这里可以取走指定的某一条消息。
　　　　　　-控制消息队列：使用的函数是msgctl()，它可以完成多项功能。 

2014025689 嵌入式程序设计 第七周学习总结