Linux之命名管道简单模拟进程间通信

1.引言

首先，管道是一种半双工的单向进程间通信方式，也就是说它只能进行一边读一边写的过程，而不能进行同时性的读写。其次，管道的思想是让两个或者多个进程看到同一份资源，在公共资源上修改内容从而进行交互的过程。

管道旗下分为两种具体管道： 1.匿名管道 2.命名管道，今天我们本篇就来介绍一下命名管道！

若想了解匿名管道，可以回看我的

命名管道（Named Pipe）区别于匿名管道，无论进程有无血缘关系，命名管道可以解决任意进程之间的通信问题。由于带有名称，可以通过名称来来进行识别。使用mkfifo()函数来进行创建，通过write()和read()系统调用来读写数据。

知道了基本知识再结合我们之前的所学习的文件描述符fd的相关知识我们就可以来尝试着简单模拟一下进程间通信了！

2.具体实现

我们本次实现命名管道模拟进程间通信采用服务端和客户端分开来实现，以便实现两者之间的通信。服务端负责创建管道与读取和输出数据。客户端负责写入与数据。

2.1服务端(Server.cc)

服务端我们主要分以下几步：

1.创建管道文件mkfifo 2.让服务端开启管道文件 3.正常通信(读取获取到的字符)

在服务端我们创建并打开管道文件后，开始读取管道的数据，并且输出读取到的数据。

具体请看代码与注释：

int main()
{
    umask(0);  //默认掩码是0002，设置成000以便于管道文件的权限为666RWX
    //1.创建管道文件mkfifo
    int n = mkfifo("./fifo",0666); //在当前路径下创建fifo


    //2.让服务端开启管道文件
    int rfd = open("./fifo",O_RDONLY);
    
    //3. 正常通信
    char buffer[1024];//创建一个buffer来获取读到的数据。
    while(true)
    {
        buffer[0] = 0;
        ssize_t n = read(rfd,buffer,sizeof(buffer) - 1);
        if(n > 0) //读取成功
        {
            buffer[n] = 0; 
            std::cout<< "client# "<<buffer <<std::endl;
        }
        else if(n = 0)//结束
        {
            std::cout<<"Client quit ,I quit too..."<<std::endl;
            break;
        }
        else{//异常
            break;
        }
    }

    close(rfd);
    unlink("./fifo"); //unlink函数让fifo管道文件在每次执行文件运行完后都能自动释放，无需手动rm
    return 0;
}

2.2客户端(Client.cc)

我们客户端就只有一个任务，那就是往管道里写数据就完了，管道已经创建了就无需在客户端再创建了。

将每次写入的数据放到数组中再把整个数组写入管道就完事了。具体请看代码和注释。

int main()
{
    int wfd = open("./fifo",O_WRONLY);//任何读写操作都要先打开文件
    if(wfd < 0)//open失败判断，一般不会
    {
        std::cerr << errno << ":" << strerror(errno) <<std::endl;
        return 1;
    }

    char buffer[1024];//保存数据的数组
    while(true)
    {
        std::cout<<"Arthur# ";
        char *msg = fgets(buffer,sizeof(buffer),stdin);//将每次得到的数据写入到存放数据的数组中
        assert(msg);
        (void)msg;//强转一下void
       

        buffer[strlen(buffer) - 1] = 0; //尾部设置成0，防止fgets读取回车影响输出结果
        ssize_t n = write(wfd,buffer,strlen(buffer)); //写入数据
        assert(n >= 0);
        (void)n;
    }
    close(wfd);
    return 0;
}

3.结果

我们运行两个可执行程序：