Linux 第二十八章

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命名管道

mkfifo指令

mkfifo系统调用

命名管道实践：客户端server与服务端client进行通信

client.c

server.cc

Comm.h（共享管道文件的名字）

Makefile

命名管道

匿名管道，只能具有血缘关系的进程间通信，如果我想要让两个毫不相干的进程进行通信，得需要命名管道

mkfifo指令

mkfifo是Linux/Unix中的一个命令，用于创建一个命名管道（named pipe）文件。命名管道可以让进程在不同的时间以非常高效的方式进行通信，而无需使用临时文件或共享内存等机制。

命名管道是一种特殊类型的文件，它提供了一种先进先出（FIFO）的数据传输方法。它允许两个或多个进程之间进行通信，即一个进程往管道写入数据，另一个进程从管道中读取数据。

mkfifo命令的基本语法如下：
mkfifo [option]... filename...
其中，option是一些可选参数，filename是要创建的命名管道文件名。例如，要创建一个名为mypipe的命名管道文件，可以使用以下命令：
mkfifo mypipe
创建成功后，可以使用ls命令查看该文件，可以发现它的类型是p：
$ ls -l mypipe
prw-r--r-- 1 user user 0 Feb  2 16:20 mypipe
其中，文件类型p表示它是一个命名管道文件。
通过命名管道，进程之间可以进行简单的IPC通信，例如，一个进程可以向管道中写入数据，另一个进程则可以从管道中读取数据。在使用管道通信时，需要注意以下几点：

* 同一时间只能有一个进程打开管道进行读写，否则会导致竞争条件。
* 写入进程在向管道中写入数据时，如果管道已满，写入操作将被阻塞，直到其他进程从管道中读取数据为止。
* 读取进程在从管道中读取数据时，如果管道为空，读取操作将被阻塞，直到另一个进程向管道中写入数据为止。

需要注意的是，命名管道与匿名管道（通过pipe系统调用创建的管道）不同，它们具有不同的用途和限制。命名管道允许不同进程之间进行通信，而匿名管道只能在父子进程之间进行通信。

事例
[BCH@hcss-ecs-6176 1_25]$ mkfifo fifo
[BCH@hcss-ecs-6176 1_25]$ ll
总用量 84
prw-rw-r-- 1 BCH BCH     0 2月   1 22:05 fifo
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH    90 1月  31 18:43 Makefile
-rwxrwxr-x 1 BCH BCH 70792 2月   1 17:22 processpool
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH  3605 2月   1 17:22 processpool.cc
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH  1547 2月   1 16:46 task.hpp
如果两个进程都需要访问同一文件，还需要把一份文件加载两次到内存吗？

是不需要的，只需要加载一次就行了，但是不同的进程有自己的文件管理结构，

例如

mkfifo系统调用

mkfifo() 是 Linux 中的一个系统调用，用于创建一个命名管道（Named Pipe）。命名管道是一种特殊类型的文件，可以在不同进程间进行通信，类似于匿名管道，但有一个重要的区别：命名管道在文件系统中有一个相关联的路径名，因此可以在不同的进程中通过路径名进行访问。

mkfifo() 函数的原型通常在头文件 unistd.h 中声明：
#include <unistd.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
参数说明：
pathname：指定要创建的命名管道的路径名。
mode：指定创建的管道的权限模式，通常采用八进制表示（比如 0666）。
mkfifo() 函数成功时返回 0，失败时返回 -1，并设置相应的错误码，可以通过 errno 变量获取错误信息。
命名管道的创建通常与 open() 函数结合使用，用于打开管道以进行读取或写入操作。
示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main() {const char *fifo_path = "/tmp/myfifo"; // 命名管道的路径名// 创建命名管道if (mkfifo(fifo_path, 0666) == -1) {perror("mkfifo");exit(EXIT_FAILURE);}printf("Named pipe created successfully.\n");return 0;
}
上述示例中创建了一个命名管道 /tmp/myfifo，权限为 0666。如果创建成功，则输出 "Named pipe created successfully."，否则输出相应的错误信息。

命名管道实践：客户端server与服务端client进行通信

client.c
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <cstring>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include "comm.h"using namespace std;int main(){int wfd = open(FILENAME, O_WRONLY);if (wfd < 0){cerr << "error: " << errno << "errstring :" << strerror(errno) << endl;return 1;}string message;while (true){cout << "please enter# ";getline(cin, message);ssize_t s = write(wfd, message.c_str(), message.size());if (s < 0){cerr << "error: " << errno << "errstring :" << strerror(errno) << endl;break;}}close(wfd);return 0;
}
server.cc
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <cstring>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include "comm.h"using namespace std;// 创建管道文件，创建成功返回真，否则返回假
bool Mkfifo(){int n = mkfifo(FILENAME, 0666);if (n < 0){cerr << "error: " << errno << "errstring :" << strerror(errno) << endl;return false;}return true;
}int main(){
// 使用了goto语句，因为我不想每次打开客户端，都去删除原来的管道文件，因为每次打开客户端都会创建
// 管道文件，这样就会报错文件已存在，所以我们需要管道文件已存在，我们就不创建管道文件，不存在才创建
// 管道文件
start:int rfd = open(FILENAME, O_RDONLY);if (rfd < 0){cerr << "error: " << errno << "errstring :" << strerror(errno) << endl;if (Mkfifo())goto start;elsereturn 2;}char buffer[1024];while (true){ssize_t s = read(rfd, buffer, sizeof(buffer) - 1);if (s > 0){buffer[s] = 0;cout << "client say# " << buffer << endl;}else if (s == 0) // 如果写端关闭了{break;}}close(rfd);return 0;
}
Comm.h（共享管道文件的名字）
#pragma once#define FILENAME ".fifo"//隐藏文件
Makefile
.PHONY:all
all:client serverclient:client.cc
g++ -o $@ $^ -std=c++11server:server.cc
g++ -o $@ $^ -std=c++11.PHONY:clean
clean:
rm -f client server .fifo