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FIFO命名管道,充分利用树莓派中的SD卡空间

来源:http://www.modeLspro.net 作者:千赢娱乐手机登录 时间:2019-08-30 21:16

Linux进程间通信(IPC)编程实践(二)FIFO命名管道

在前一篇文章中,我们讲解了如何使用匿名管道来在进程之间传递数据,同时也看到了这个方式的一个缺陷,就是这些进程都由一个共同的祖先进程启动,这给我们在不相关的的进程之间交换数据带来了不方便。这里将会介绍进程的另一种通信方式——命名管道,来解决不相关进程间的通信问题。

 

什么是命名管道 命名管道也被称为FIFO文件,它是一种特殊类型的文件,它在文件系统中以文件名的形式存在,但是它的行为却和之前所讲的没有名字的管道(匿名管道)类似。 由于Linux中所有的事物都可被视为文件,所以对命名管道的使用也就变得与文件操作非常的统一,也使它的使用非常方便,同时我们也可以像平常的文件名一样在命令中使用。FIFO只是借用了文件系统(file system,命名管道是一种特殊类型的文件,因为Linux中所有事物都是文件,它在文件系统中以文件名的形式存在。)来为管道命名。写模式的进程向FIFO文件中写入,而读模式的进程从FIFO文件中读出。当删除FIFO文件时,管道连接也随之消失。FIFO的好处在于我们可以通过文件的路径来识别管道,从而让没有亲缘关系的进程之间建立连接 创建一个命名管道

#include   
#include   
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);  
//实例
int main()  
{  
    if (mkfifo("p2", 0644) == -1)  
        err_exit("mkfifo error");  
}  

mknod函数也可以创建一个命名管道,但是mknod是比较老的函数,而使用mkfifo函数更加简单和规范,所以建议在可能的情况下,尽量使用mkfifo而不是mknod。

FIFO与PIPE的区别:

1) 匿名管道由pipe函数创建并打开。

命名管道由mkfifo函数创建,打开用open。

2) FIFO(命名管道)与pipe(匿名管道)之间唯一的区别在它们创建与打开的方式不同,一但这些工作完成之后,它们具有相同的语义。

打开FIFO文件 与打开其他文件一样,FIFO文件也可以使用open调用来打开。注意,mkfifo函数只是创建一个FIFO文件,要使用命名管道还是将其打开。 但是有两点要注意,1、就是程序不能以O_RDWR模式打开FIFO文件进行读写操作,而其行为也未明确定义,因为如一个管道以读/写方式打开,进程就会读回自己的输出,同时我们通常使用FIFO只是为了单向的数据传递。2、就是传递给open调用的是FIFO的路径名,而不是正常的文件。 打开FIFO文件通常有4种方式:

open(const char *path, O_RDONLY);//1  
open(const char *path, O_RDONLY | O_NONBLOCK);//2  
open(const char *path, O_WRONLY);//3  
open(const char *path, O_WRONLY | O_NONBLOCK);//4  

图片 1
open调用的阻塞是什么一回事呢?很简单,对于以只读方式(O_RDONLY)打开的FIFO文件,如果open调用是阻塞的(即第二个参数为O_RDONLY),除非有一个进程以写方式打开同一个FIFO,否则它不会返回;如果open调用是非阻塞的的(即第二个参数为O_RDONLY | O_NONBLOCK),则即使没有其他进程以写方式打开同一个FIFO文件,open调用将成功并立即返回。
对于以只写方式(O_WRONLY)打开的FIFO文件,如果open调用是阻塞的(即第二个参数为O_WRONLY),open调用将被阻塞,直到有一个进程以只读方式打开同一个FIFO文件为止;如果open调用是非阻塞的(即第二个参数为O_WRONLY | O_NONBLOCK),open总会立即返回,但如果没有其他进程以只读方式打开同一个FIFO文件,open调用将返回-1,并且FIFO也不会被打开。

下面这个例子介绍 两个进程通过FIFO对拷数据:利用管道,两个进程间进行文件复制。

1.进程writefifo:

(1)读文件(文件名从命令行参数中获取)

(2)写入管道myFifo(管道由该进程创建)

(3)关闭文件及管道

2.进程readfifo:

(1)读管道myFifo

(2)写入文件[该文件有进程创建并打开]

(3)关闭文件

(4)删除管道

//1:writefifo  
int main(int argc, char *argv[])  
{  
    if (argc < 2)  
        err_quit("Usage: ./writefifo ");  

    // 创建管道  
    if (mkfifo("myFifo", 0644) == -1)  
        err_exit("mkfifo error");  
    int outfd = open("myFifo", O_WRONLY);   //打开FIFO  
    int infd = open(argv[1], O_RDONLY);     //打开文件  
    if (outfd == -1 || infd == -1)  
        err_exit("open file/fifo error");  

    char buf[BUFSIZ];  
    int readBytes;  
    while ((readBytes = read(infd, buf, sizeof(buf))) > 0)  
    {  
        write(outfd, buf, readBytes);  
    }  
    close(infd);  
    close(outfd);  
}  



//2:readfifo  
int main(int argc, char *argv[])  
{  
    if (argc < 2)  
        err_quit("Usage: ./writefifo ");  

    int outfd = open(argv[1], O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0644);  //创建并打卡文件  
    int infd = open("myFifo", O_RDONLY);    //打开FIFO  
    if (infd == -1 || outfd == -1)  
        err_exit("open file/fifo error");  

    char buf[BUFSIZ];  
    int readBytes;  
    while ((readBytes = read(infd, buf, sizeof(buf))) > 0)  
    {  
        write(outfd, buf, readBytes);  
    }  

    close(outfd);  
    unlink("myFifo");   //删除FIFO  
}  

分析:两个程序都使用阻塞模式的FIFO,为了让大家更清楚地看清楚阻塞究竟是怎么一回事,首先我们运行writefifo,并把它放到后台去运行。这时调用jobs命令,可以看到它确实在后台运行着,过了5秒后,再调用jobs命令,可以看到进程writefifo还没有结束,它还在继续运行。因为writefifo进程的open调用是阻塞的,在readfifo还没有运行时,也就没有其他的进程以读方式打开同一个FIFO,所以它就一直在等待,open被阻塞,没有返回。然后,当我们进程readfifo运行时(为了查看性能,在time命令中运行),writefifo中的open调用返回,进程开始继续工作,然后结束进程。而readfifo的open调用虽然也是阻塞模式,但是writefifo早已运行,即早有另一个进程以写方式打开同一个FIFO,所以open调用立即返回。

前面的例子是两个进程之间的通信问题,也就是说,一个进程向FIFO文件写数据,而另一个进程则在FIFO文件中读取数据。试想这样一个问题,只使用一个FIFO文件,如果有多个进程同时向同一个FIFO文件写数据,而只有一个读FIFO进程在同一个FIFO文件中读取数据时,会发生怎么样的情况呢,会发生数据块的相互交错是很正常的?

为了解决这一问题,就是让写操作的原子化。怎样才能使写操作原子化呢?答案很简单,系统规定:在一个以O_WRONLY(即阻塞方式)打开的FIFO中, 如果写入的数据长度小于等待PIPE_BUF,那么或者写入全部字节,或者一个字节都不写入。如果所有的写请求都是发往一个阻塞的FIFO的,并且每个写记请求的数据长度小于等于PIPE_BUF字节,系统就可以确保数据决不会交错在一起。

在前一篇文章中,我们讲解了如何使用匿名管道来在进程之间传递数据,同时也看到了这个...

充分利用树莓派中的SD卡空间

为树莓派制作系统镜像一般是需要一张4G的SD或TF卡,但是你是否知道如果你的SD卡是8G或者16G又或者更大,制作好各种类型的Linux并启动进入系统使用是只能使用4G以内的SD卡,而其它多出的部分是一个空白的无分区空间。这是一种很大的浪费,如果想将整个SD卡的空间都充份使用起来我们可以采用 fdisk 对SD卡的分区表进行扩展。

设置Wetty不需要账号登录便可进行命令行操作

前一篇随笔我们讲了Linux怎么安装部署Wetty服务,但是我们看到,在浏览器中输入

图片 2

但在某些应用场景下,我们不需要用户输入账号密码进行认证,而且用户也不一定知道账号密码。我们希望用户打开即可直接进行命令操作。

在命令行终端中输入node app.js会如下提示,其中列出了启动wetty服务的所有选项说明。

图片 3

从上图的这些选项中看到wetty是通过ssh来进行终端操作的,而其中的--sshauth用于指定ssh的认证模式,其默认为password,表示通过账号密码方式进行认证。

Ssh的认证方式有很四种:hostbased、publickey、keyboard-interactive、password。其中password即我们上面说的账号密码认证方式;publickey是RSA公钥认证方式;其它两个我们暂时不关心。

Wetty默认采用的是password认证方式,我们可以通过--sshauth选项指定为publickey认证方式即可。关于ssh公钥的认证机制是:

用户将自己的公钥储存在远程主机上。登录的时候,远程主机会向用户发送一段随机字符串,用户用自己的私钥加密后,再发回来。远程主机用事先储存的公钥进行解密,如果成功,就证明用户是可信的,直接允许登录shell,不再要求密码。

那么我们需要先打开一个命令行终端,然后输入

$ ssh-keygen

来生成我们的公钥和私钥。

图片 4

该命令生成的公钥和密钥默认都保存在~/.ssh目录下,

图片 5

其中id_rsa文件中保存的是私钥,id_rsa.pub文件中保存的是公钥。

上面ssh公钥认证机制提供我们需要讲公钥保存到远程机器中,保存在登录后的用户主目录的~/.ssh/authorized_keys文件中。公钥就是一段字符串,只要把它追加在authorized_keys文件的末尾就行了。而此时我们的远程机器即是本地机器,于是我们只需要将~/.ssh/id_rsa.pub复制一份并命名为authorized_keys即可。

$ cp ~/.ssh/id_rsa.pub ~/.ssh/authorized_keys

图片 6

然后我们切换到wetty目录下,启动wetty服务,

$ node app.js -p 3000 --sshauth=publickey

图片 7

然后在浏览器中输入

图片 8

如果我们嫌每次启动的时候还要指定--sshauth选项太麻烦的话,我们可以直接修改app.js文件中源代码。打开app.js文件,我们可以看到其在第45行指定的sshauth的默认认证方式为password,我们只需要将其修改为publickey即可。

图片 9

(done)

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