IT博客汇 | 基于TLS FIFO的进程间通信模型

基于TLS FIFO的进程间通信模型

春秋十二月发表于 2014-11-30 16:13:00

众所周知，TLS是指线程局部存储，FIFO是Unix中的命名管道，可用于无关进程间的通信，而本文描述的TLS FIFO是指这样一种机制：如果一个线程在每次IO操作时，若没有连接，则先连接到FIFO服务端，再将连接关联到这个线程的TLS中，这里的连接即创建并打开唯一的FIFO，之后的读写就在这个FIFO连接上进行；当FIFO连接断开时，在下次IO操作时会自动重连。这样一来，用户程序就只要调用相关的IO操作，而不必管理连接，极大地简化了程序。使用FIFO通信前先要创建FIFO再打开它，其中创建是最重要的操作，结果有3种情况：成功、失败和已存在。

结构定义

typedef struct
{
int fd;
char *name;
}ipc_fifo_t;

fd存储FIFO文件描述符，name存储FIFO文件系统路径名。

接口函数
● 创建FIFO

ipc_fifo_t* ipc_fifo_make(const char *path,mode_t mode);

path指定FIFO路径，可以是绝对路径或相对路径，mode指定访问权限，若成功则返回一个FIFO结构，否则为NULL；通常被ipc_fifo_open调用。

● 打开FIFO

int ipc_fifo_open(ipc_fifo_t **f,const char *path,int flag,mode_t mode);

flag指定打开标志，如果包含了O_CREAT标志，那么调用ipc_fifo_make创建新的FIFO对象并在打开成功后替换*f，否则如果*f为空，就分配并初始化一个fifo结构；mode指定访问权限，仅当创建时生效。虽然f为输入输出参数，但操作失败时不会影响它，也就是说没有副作用。

● 发送数据

ssize_t ipc_fifo_write(ipc_fifo_t *f,const void *data,size_t size);

如果成功则返回已发送的字节数，否则返回-1，errno表示出错代码。

● 接收数据

ssize_t ipc_fifo_read(ipc_fifo_t *f,void *data,size_t size);

如果成功则返回已发送的字节数，否则返回-1，errno表示出错代码。

● 关闭FIFO

void ipc_fifo_close(ipc_fifo_t *f);

当通信结束的时候，应该调用此函数来关闭FIFO，它会先删除FIFO文件和关闭文件描述符，最后释放fifo结构。

● 获取TLS FIFO

ipc_fifo_t* ipc_fifo_tls_get();

该函数一般被发送数据接口调用，若成功则返回一个FIFO结构，否则为NULL；每个线程对应一个FIFO对象，对于同一线程，获取的是同一个FIFO对象，而后便可调用ipc_fifo_write来发送数据。

工作流程

创建FIFO

适用于FIFO客户端和服务端，但服务端由于要异步处理众多FIFO客户端，因此要注意以下2个问题，这也是使用FIFO技术通信的一些细节。

1）必须以非阻塞读写方式打开知名FIFO，即以O_CREAT|O_RDWR|O_NONBLOCK标志来调用ipc_fifo_open，这样才不会阻塞等待某个客户端以同步写方式打开知名FIFO而返回，因为它使用O_RDWR标志，这样自己既读又写，加上O_NONBLOCK，就立即返回了。

2）必须以非阻塞只读方式打开对应客户端FIFO，即以O_RDONLY|O_NONBLOCK标志调用ipc_fifo_open，这样就不会阻塞接受客户端建立连接而返回。

建立FIFO连接

适用于FIFO客户端，被发送数据接口调用，考虑到服务端可能事先没有打开知名FIFO来监听连接，所以这里先以异步方式写打开知名FIFO，如果成功则改以阻塞方式发送唯一路径名到服务端，如果发送完全后，接着以同步方式写打开唯一FIFO，这是为了等待服务端打开了对应的唯一FIFO。

发送数据

适用于FIFO客户端，当TLS中没有关联对应的FIFO时，则先调用fifo_tls_get进入建立FIFO连接流程，而后再发数据。

春秋十二月 2014-12-01 00:13 发表评论