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Linux 命名管道

article 2025/2/26 8:46:05

一、前言

二、命名管道原理

三、优化代码

一、前言

我们之前讲的管道只能有血缘关系的进程进行通信。这个管道是匿名管道。

这节博客，我们将为大家讲解命名管道。

二、命名管道原理

什么是命名管

我们可以直接使用下面的命令去创建命名管道

mkfifo myfifo

它可以在自己当前目录下创建一个管道。

我们能看到它的权限以p开头，所以这是个管道文件。命名管道文件，它在磁盘中并没有数据，它更多的只是一种符号。因为管道文件，不需要把数据输入到磁盘，是内存级文件，内存大小一直是0。我们来测试一下。

我们输入数据到管道文件中，我们看到处于阻塞状态，因为我们还没有读取数据。

我们创建了两个窗口，我们看到当我cat读取数据时，写端也不堵塞了。

我们写入shell脚本，写端在不断写入管道中，读端不断输出。

这是两个毫不相关的进程，没有血缘关系，但他们能进行通信，因为存在命名管道。

我们之前写到过，进程通信的本质是让两个不同的进程看到同一份资源。

那我们怎么知道两个进程看到的是同一份资源呢？也就是说打开同一个文件呢？

当我们在同一路径下看到同一个文件名，则这是同一份资源(同一个文件)

因为路径+文件名具有唯一性。

我们接下来用代码测试一下我们的原理。

三、编码测试

上面的函数可以去创建一个管道文件，第一个参数是路径，第二个是管道的权限是什么，如果成功是0，否则返回-1。

这样我们就创建了一个管道

当我们要删除一个管道的时候可以用unlink接口，我们在讲解软链接的时候为大家提到过。

我们写一个具体的代码介绍该原理。

做一个服务端和用户端，用户端用来写入数据，服务端用来读取数据。

我们把所有的头文件和宏定义全部放到我们自己创建的头文件中。

comm.hpp

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <cstdlib>
#include <cerrno>
#include <cstdio>
#include <fcntl.h>
#include <string>

#define FIFO_FILE "./myfifo"
#define MODE 0666
enum{
  CREAT_FIFO_ERR = 1,
  OPEN_ERR = 2,
  DELETE_ERR = 3,

};

servers.cpp

#include "comm.hpp"

using namespace std;
    
int main()
{
    //创建管道
    int n=mkfifo(FIFO_FILE,MODE);
    if(n==-1)
    {
        perror("mkfifo");
        exit(CREAT_FIFO_ERR);
    }
    //打开管道文件
    int fd = open(FIFO_FILE,O_RDONLY);
    if(fd<0)
    {
        perror("open");
        exit(OPEN_ERR);
    }
    cout <<"server open file sueccess" <<endl;
    //读取文件
    while(1)
    {
        char buffer[1024];
        int n = read(fd,buffer,sizeof(buffer));
        if(n > 0)
        {
            buffer[n]=0;
            cout<<"客户端接收到信息:"<<buffer<<endl;
        }
        else if(n == 0)
        {
            cout<<"客户端读完所有信息"<<endl;
            break;
        }
        else break;
    }
    //收尾工作
    close(fd);
    int m = unlink(FIFO_FILE);
    if(m==-1)
    {
        perror("unlink");
        exit(DELETE_ERR);
    }

    return 0;

}

client.cc

#include "comm.hpp"

using namespace std;
int main()
{
    int fd = open(FIFO_FILE,O_CREAT|O_WRONLY);
    if(fd < 0)
    {
        perror("open");
        exit(OPEN_ERR);
    }

    cout<<"open file success!"<<endl;
    string line;
    while(1)
    {
        cout<<"please enter @:";
        getline(cin,line);
        write(fd,line.c_str(),line.size());
    }
    close(fd);
    return 0;
}

运行结果如下:

当只运行读端会阻塞，等待输入