FIFO 中缺少消息

Question

我已经构建了一个带有 FIFO（命名管道）的 IPC 程序。

一个非常有趣的问题是我的书面信息可能会丢失。 以下是代码sn-p。

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char buffer[2000] = {0};
    strcpy(buffer, "abc");
    char *write_path = "test-123";
    mkfifo(write_path, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
    int dummy = open(write_path, O_RDONLY | O_NONBLOCK);
    int fd = open(write_path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);

    int bytes = write(fd, buffer, 2000);
    printf("write_path:%d %s %d %d\n", bytes, write_path, dummy, fd);
    close(fd);
    close(dummy);
}

如何复制？

1. ubuntu 1804

2. gcc main.c -o main

3. ./main

4. 猫

它将处于未决状态。我认为，它应该输出 abc。

Answer 1

您在非阻塞模式下打开FIFO，这意味着 I/O 函数可能会因（-1 和 errno 设置为）EAGAIN 或 EWOULDBLOCK 而失败，而不是阻塞（等待）函数完成。在 Linux 中，FIFO 的开放描述符与pipes 具有相同的语义。

如果您费心检查错误（每当 open() 或 write() 返回 -1 指示错误时打印 strerror(errno)），您已经知道失败的原因。照原样，显示的代码甚至没有重现问题。以下代码，

#define  _POSIX_C_SOURCE  200809L
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    const char   *msg = "The Example Message.\n";
    const size_t  msg_len = strlen(msg);
    int           rfd, wfd;

    if (argc != 2 || !strcmp(argv[1], "-h") || !strcmp(argv[1], "--help")) {
        const char *mypath = (argc > 0 && argv && argv[0] && argv[0][0]) ? argv[0] : "(this)";
        fprintf(stderr, "\n");
        fprintf(stderr, "Usage: %s [ -h | --help ]\n", mypath);
        fprintf(stderr, "       %s FIFO\n", mypath);
        fprintf(stderr, "\n");
        fprintf(stderr, "This program tests opening and writing a short message to the FIFO.\n");
        fprintf(stderr, "\n");
        return EXIT_SUCCESS;
    }

    rfd = open(argv[1], O_RDONLY | O_NONBLOCK);
    if (rfd == -1) {
        fprintf(stderr, "%s: Cannot open FIFO for reading: %s.\n", argv[1], strerror(errno));
        return EXIT_FAILURE;
    }

    wfd = open(argv[1], O_WRONLY | O_NONBLOCK);
    if (wfd == -1) {
        fprintf(stderr, "%s: Cannot open FIFO for writing: %s.\n", argv[1], strerror(errno));
        return EXIT_FAILURE;
    }

    ssize_t  n = write(wfd, msg, msg_len);
    if (n == -1) {
        fprintf(stderr, "%s: Cannot write to FIFO: %s.\n", argv[1], strerror(errno));
        return EXIT_FAILURE;
    } else
    if (n != (ssize_t)msg_len) {
        fprintf(stderr, "%s: Wrote only %zd of %zu bytes to the FIFO.\n", argv[1], n, msg_len);
        return EXIT_FAILURE;
    } else {
        printf("Success!\n");
    }

    close(wfd);
    close(rfd);

    return EXIT_SUCCESS;
}

干净地编译 (gcc -Wall -Wextra -O2 source.c -o binary)，并实现所示代码（但带有错误检查，并使用命令行参数作为要打开的 FIFO 的名称）。但是，它不会验证命名文件是否为 FIFO。如果在不存在的 FIFO 上运行，它会报错 “FIFO：无法打开 FIFO 进行读取：没有这样的文件或目录。”

如果你创建了 FIFO (mkfifo test-fifo) 并运行测试程序，没有错误；唯一的输出是“成功！”。

如果你创建了 FIFO，并且反复向它写入数据但从未从中读取数据，则在某些时候 FIFO 的内核缓冲区已满，运行测试程序将报告 "test-fifo: Cannot write到 FIFO：资源暂时不可用。”（这意味着 write() 返回 -1 且 errno==EWOULDBLOCK 或 errno==EAGAIN）。

你可以通过运行来模拟这个，例如bash -c 'exec 4<>test-fifo ; dd if=/dev/zero of=test-fifo bs=1 oflag=nonblock status=progress'，它打开test-fifo FIFO 读写（在Linux 中总是成功）到描述符4，然后运行dd 用零填充它，使用Bash（子）shell。在我的系统上，一个 FIFO 可以容纳 65536 字节 (64k)。像这样填充 FIFO 后，运行测试程序 (./binary test-fifo) 将失败。

希望您能看到错误检查的重要性和实用性。这不是您应该考虑的“我稍后会在/如果我有时间的时候添加它们”；它们也是重要的开发工具。