1. 命名管道
概念
是一种进程间通信(IPC)机制，能允许没有关联的两个进程进行数据交换。
由于匿名管道只能在有亲缘关系的父子进程间通信所以具有局限性，所以就要通过命名管道来对两个没有关系的进程进行通信。
命名管道是通过路径和文件名来使两个进程找到同一份文件资源。
管道的五种特性
- 只能用来进行具有血缘关系的进程间通信(常用于父与子)
- 管道文件自带同步机制 快的等待慢的。同一时间只允许一个进程进行写入或读取操作，并且保证同一个公共资源同一时刻只能被一个进程使用，两个进程不能同时操作(互斥)
- 管道是面向字节流的 其大小最大为64kb，65536字节
- 管道是单向通信的(特殊的半双工通信)
- 管道文件的生命周期是随进程的(所有拥有其读写端fd的都close关闭)进程终止时，所有未关闭的fd都会被内核自动关闭。
四种通信情况
- 写慢，读快---读端就要阻塞(等待写端写入)。
- 写快，读慢---满了的时候，写就要阻塞等待
- 写关闭，读继续---read就会读到返回值为0，表示文件结尾
- 读关闭，写继续---写端再写入也没有任何意义了
操作系统OS不做无意义的事情，OS会(发送异常信号)杀掉写端进程
命名管道创建与删除
可以通过
mkfifo 管道名称来创建一个命名管道，如下图所示
通过下面两种方法来删除
rm -rf 命名管道名称
unlink 命名管道名称在C/C++程序中也可以创建命名管道
所需头文件 与函数原型
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h>int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);pathname：指定要创建管道的名称(以路径的方式给出的话将命名管道创建在pathname路径下，以文件名方式给出的话，将命名管道文件默认创建在当前路径下)
mode：设置管道的权限(会被默认掩码umask影响)
返回值：成功返回0，失败返回-1 并设置errno指示错误原因
删除命名管道
所需头文件 与原型
#include<unistd.h>int unlink(const char *pathname);参数：pathname 要删除文件的路径
返回值： 函数执行成功，它会返回0；如果失败，则返回-1，并设置errno以指示错误原因
2. 命名管道对文件进行备份
写进程
很简单，负责写入管道文件的进程 mkfifo创建一个管道后，open只读打开我们要进行备份的文件，open只写打开管道文件。
将要备份文件里的内容read读取到字符数组中，再将这个字符数组里的内容write写到管道文件。
最后close关闭打开的文件描述符，unlink删除管道文件(读进程没开始，写进程尝试open打开管道就会被阻塞，直到读进程打开读端)
#include<iostream>
#include<string>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>int main()
{umask(0);//将源文件内容写入管道mkfifo("tp",0666);int fdout=open("abc",O_RDONLY);if(fdout<0) std::cerr<<"open error"<<std::endl;int fdtp=open("tp",O_WRONLY);if(fdtp<0) std::cerr<<"open error"<<std::endl;char buffer[2024];int n=read(fdout,buffer,sizeof buffer-1);if(n>0){buffer[n]=0;write(fdtp,buffer,n);}close(fdout);close(fdtp);unlink("tp");return 0;
}读进程
负责备份的进程，打开要备份到的文件，与管道文件，通过一个字符数组read读取管道文件里的内容，并且将其write写到要备份的文件里
最后close关闭打开的文件描述符，unlink
#include<iostream>
#include<string>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>int main()
{//负责备份管道内数据int fdin=open("abc.bak",O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,0666);if(fdin<0){std::cerr<<"open error"<<std::endl;}int fdtp=open("tp",O_RDONLY);if(fdtp<0){std::cerr<<"open error"<<std::endl;}char buffer[2024];int n=read(fdtp,buffer,2024);// std::cout<<buffer<<std::endl;if(n>0){buffer[n]=0;write(fdin,buffer,n);}close(fdin);close(fdtp);unlink("tp");return 0;
}
3. 两个进程通信
分别称两个进程为客户端client和服务端server。
server
mkfifo一个管道以只读方式打开这个管道，创建一个char数组通过while循环一直读取客户端写入了什么并输出。最后关闭文件描述符并删除文件
#include<iostream>
#include<string>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
// using namespace std;
#define FIFO_FILE "fifo"
int main()
{umask(0);//将umask设置为0int n=mkfifo(FIFO_FILE,0666);if(n!=0){std::cerr<<"mkfifo error"<<std::endl;return 1;}int fd=open(FIFO_FILE,O_RDONLY);if(fd<0){std::cerr<<"open error"<<std::endl;return 2;}char buffer[2024];while(true){int number=read(fd,buffer,sizeof(buffer)-1);if(number >0){buffer[number]=0;std::cout<<"client: "<<buffer<<std::endl;}else if(number==0)//读取完毕{std::cout<<"client quit! "<<std::endl;break;}else//读取失败{std::cerr<<"read error"<<std::endl;}}close(fd);unlink(FIFO_FILE);if(n==0){std::cout<<"remove fifo success"<<std::endl;//成功}else{std::cout<<"remove fifo failed"<<std::endl;//失败}return 0;
}client
以写的方式打开管道文件，通过while循环写入数据到管道文件。最后关闭文件描述符
#include<iostream>
#include<string>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
// using namespace std;
#define FIFO_FILE "fifo"
int main()
{int fd=open(FIFO_FILE,O_WRONLY);if(fd<0){std::cerr<<"open fifo error"<<std::endl;return 2;}std::string message;//消息int cnt=1;pid_t id=getpid();while(true){std::cout<<"请输入：";std::getline(std::cin,message);message+=" message num: "+std::to_string(cnt++)+" ["+std::to_string(id)+"]";// std::cout<<message<<std::endl;int n=write(fd,message.c_str(),message.size());}close(fd);return 0;
}演示结果如下
变为面向对象的形式
使用一个类创建命名管道
#pragma once
#include<iostream>
#include<string>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#define FIFO_FILE "fifo"
class NameFifo
{
public:NameFifo(const std::string& path,const std::string& name):_path(path),_name(name){ _fifoname=_path+"/"+_name;umask(0);int n=mkfifo(_fifoname.c_str(),0666);//将管道按照指定路径构建出来if(n<0){std::cerr<<"mkfifo error"<<std::endl;//失败}else{std::cout<<"mkfifo success"<<std::endl;//成功}} ~NameFifo(){int n=unlink(_fifoname.c_str());//删除管道文件if(n==0){std::cout<<"remove fifo success"<<std::endl;}else{std::cout<<"remove fifo failed"<<std::endl;}}
private:std::string _path;std::string _name;std::string _fifoname;
};
成员
_path：路径
_name 命名管道名称
_fifoname _path+_name 更方便记录
使用一个类来实现 1. 打开读端 2. 打开写端 3. 写 4. 读 5. 关闭文件描述符 等操作
class FileOper
{
public:FileOper(const std::string& path,const std::string& name):_path(path),_name(name){_fifoname=_path+"/"+_name;}void OpenForRead(){_fd=open(_fifoname.c_str(),O_RDONLY);if(_fd<0){std::cerr<<"open fifo error"<<std::endl;return ;}}void OpenForWrite(){_fd=open(_fifoname.c_str(),O_WRONLY);if(_fd<0){std::cerr<<"open fido success"<<std::endl;return ;}}void Write(){int cnt=1;int id=getpid();while(true){std::string message;std::getline(std::cin,message);message+=" message num: "+std::to_string(cnt++)+" ["+std::to_string(id)+"]";write(_fd,message.c_str(),message.size());}}void Read(){char buffter[2024];while(true){int n=read(_fd,buffter,sizeof buffter-1);if(n>0)std::cout<<"client: "<<buffter<<std::endl;else if(n==0){std::cout<<"client quit!"<<std::endl;break;}else{std::cerr<<"error"<<std::endl;break;}}}void Close(){if(_fd>0)close(_fd);}~FileOper(){}
private:std::string _path;std::string _name;std::string _fifoname;int _fd;
};此时server代码变为了
#include<iostream>
#include<string>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include"comm.hpp"
#include<fcntl.h>
// using namespace std;
// #define FIFO_FILE "fifo"
int main()
{NameFifo fifo(".","fifo");FileOper readerfile(".","fifo");readerfile.OpenForRead();readerfile.Read();readerfile.Close();return 0;
}client变为了
#include<iostream>
#include<string>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include"comm.hpp"
#include<fcntl.h>
// using namespace std;int main()
{FileOper writefile(".","fifo");writefile.OpenForWrite();writefile.Write();writefile.Close();return 0;
}这篇就到这里啦(๑′ᴗ‵๑)Ｉ Lᵒᵛᵉᵧₒᵤ❤
)