目錄

1.原理

2.創(chuàng)建命名管道?

3.使用命名通道實現(xiàn)簡單的通信

4.使用創(chuàng)建的命名管道?

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1.原理

????????匿名管道沒有名稱，它們是通過句柄在父進程和子進程之間傳遞的。這意味著匿名管道只能用于具有父子關(guān)系的進程之間。

? ? ? ? 但如果程序之間沒關(guān)系，那么這時候就要用到有名管道了，有名管道通過一個名稱（通常是一個文件系統(tǒng)中的路徑）來標識。這使得任何進程都可以通過該名稱來訪問管道，而不必是創(chuàng)建管道的進程的子進程。有名管道支持不同進程間的通信，甚至支持跨計算機（網(wǎng)絡(luò)）的通信。有名管道的生命周期由創(chuàng)建它的進程控制，但即使創(chuàng)建它的進程終止，只要還有進程連接著管道，管道就會繼續(xù)存在。

????????命名管道在操作系統(tǒng)中表現(xiàn)為一種特殊類型的文件，它存在于系統(tǒng)的命名空間中，可以像打開文件那樣被打開和讀寫。一旦創(chuàng)建，命名管道就可以在不同的進程中被打開多次，允許單向或雙向的數(shù)據(jù)流傳輸。

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2.創(chuàng)建命名管道?

創(chuàng)建命名管道，直接使用mkfifo命令就可以了

eg：

創(chuàng)建一個命名管道

????????一號機上的while循環(huán)持續(xù)地將字符串"hello boy"寫入到命名管道myfifo中，每次寫入后暫停一秒。二號機上的cat命令則從myfifo中讀取數(shù)據(jù)，并將其輸出到標準輸出?？匆豢葱Ч?#xff1a;我們發(fā)現(xiàn)在一號機寫到myfifo中的數(shù)據(jù)會被同步到二號機中的myfifo，

????????兩個不相關(guān)的進程（一號機和二號機上的進程）之間建立通信。這兩個進程不需要有任何父子關(guān)系或其他特殊關(guān)系，只需要知道命名管道的文件路徑即可。

? ? ? ? myfifo的文件大小始終都沒有變，因為并沒有被刷新到磁盤中。

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3.使用命名通道實現(xiàn)簡單的通信

提供一個關(guān)閉命名管道的函數(shù)：unlink

提供一個namepipe的類，它封裝了命名管道的創(chuàng)建、打開、讀寫和刪除的邏輯。以下是代碼（namedPipe.hpp）：

#pragma once#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cerrno>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>const std::string comm_path = "./myfifo";
#define DefaultFd -1
#define Creater 1
#define User 2
#define Read O_RDONLY
#define Write O_WRONLY
#define BaseSize 4096class NamePiped
{
private:bool OpenNamedPipe(int mode){_fd = open(_fifo_path.c_str(), mode);if (_fd < 0)return false;return true;}public:NamePiped(const std::string &path, int who): _fifo_path(path), _id(who), _fd(DefaultFd){if (_id == Creater){int res = mkfifo(_fifo_path.c_str(), 0666);if (res != 0){perror("mkfifo");}std::cout << "creater create named pipe" << std::endl;}}bool OpenForRead(){return OpenNamedPipe(Read);}bool OpenForWrite(){return OpenNamedPipe(Write);}int ReadNamedPipe(std::string *out){char buffer[BaseSize];int n = read(_fd, buffer, sizeof(buffer));if(n > 0){buffer[n] = 0;*out = buffer;}return n;}int WriteNamedPipe(const std::string &in){return write(_fd, in.c_str(), in.size());}~NamePiped(){if (_id == Creater){int res = unlink(_fifo_path.c_str());if (res != 0){perror("unlink");}std::cout << "creater free named pipe" << std::endl;}if(_fd != DefaultFd) close(_fd);}private:const std::string _fifo_path;int _id;int _fd;
};

1. 成員變量：
   • _fifo_path：存儲命名管道的路徑。
   • _id：標識該對象是命名管道的創(chuàng)建者（Creater）還是用戶（User）。
   • _fd：文件描述符，用于與命名管道進行通信。初始化為DefaultFd（定義為-1）。
2. 構(gòu)造函數(shù)：
   • 接收命名管道的路徑和創(chuàng)建者/用戶標識。
   • 如果_id為Creater，則調(diào)用mkfifo函數(shù)在指定路徑下創(chuàng)建命名管道。如果創(chuàng)建失敗，會打印錯誤信息。
3. OpenForRead和OpenForWrite方法：
   • 這兩個方法分別用于打開命名管道進行讀取和寫入操作。
   • 內(nèi)部調(diào)用OpenNamedPipe方法，傳入相應(yīng)的讀取或?qū)懭肽Ｊ?#xff08;O_RDONLY或O_WRONLY）。
   • OpenNamedPipe方法使用open系統(tǒng)調(diào)用來打開命名管道，并保存文件描述符到_fd成員變量中。
4. ReadNamedPipe和WriteNamedPipe方法：
   • ReadNamedPipe方法從命名管道中讀取數(shù)據(jù)到提供的字符串指針中。
   • WriteNamedPipe方法將提供的字符串寫入命名管道。
   • 這兩個方法都使用read和write系統(tǒng)調(diào)用來執(zhí)行實際的讀寫操作。
5. 析構(gòu)函數(shù)：
   • 在對象銷毀時，析構(gòu)函數(shù)會被調(diào)用。
   • 如果_id為Creater，則調(diào)用unlink函數(shù)來刪除命名管道。這確保了命名管道在不再需要時從文件系統(tǒng)中被移除。
   • 無論_id的值如何，都會檢查_fd是否不是DefaultFd（即文件描述符是否已打開），如果是，則調(diào)用close函數(shù)來關(guān)閉文件描述符。

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接下來創(chuàng)建一個客戶端向命名管道寫入（client.cc）：

#include "namedPipe.hpp"// write
int main()
{NamePiped fifo(comm_path, User);if (fifo.OpenForWrite()){std::cout << "client open namd pipe done" << std::endl;while (true){std::cout << "Please Enter> ";std::string message;std::getline(std::cin, message);fifo.WriteNamedPipe(message);}}return 0;
}

循環(huán)的寫入信息。

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創(chuàng)建一個客戶端用來讀取命名管道的信息（server.cc）：

#include "namedPipe.hpp"int main()
{NamePiped fifo(comm_path, Creater);// 對于讀端而言,如果我們打開文件，但是寫還沒來，我會阻塞在open調(diào)用中，直到對方打開// 進程同步if (fifo.OpenForRead()){std::cout << "server open named pipe done" << std::endl;sleep(3);while (true){std::string message;int n = fifo.ReadNamedPipe(&message);if (n > 0){std::cout << "Client Say> " << message << std::endl;}else if(n == 0){std::cout << "Client quit, Server Too!" << std::endl;break;}else{std::cout << "fifo.ReadNamedPipe Error" << std::endl;break;}}}return 0;
}

• 如果ReadNamedPipe返回的值n大于0，表示成功讀取了n個字符到message中。
  • 程序?qū)⑤敵?#34;Client Say> "和讀取到的消息內(nèi)容。
• 如果n等于0，通常表示客戶端已經(jīng)關(guān)閉了連接或者發(fā)送了一個EOF（文件結(jié)束符）。
  • 程序?qū)⑤敵?#34;Client quit, Server Too!"并退出循環(huán)，然后退出程序。
• 如果n小于0，表示讀取過程中發(fā)生了錯誤。
  • 程序?qū)⑤敵?#34;fifo.ReadNamedPipe Error"并退出循環(huán)，然后退出程序。

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4.使用創(chuàng)建的命名管道?

?我們先運行了讀端程序，但是并沒有提示我們的讀端創(chuàng)建成功（對于讀端而言,如果我們打開文件，但是寫還沒來，我會阻塞在open調(diào)用中，直到對方打開）

打開寫端，讀端才成功打開。

這就實現(xiàn)進程間的通信了