Linux——进程通信（三）命名管道

前言

我们在之前学习了匿名管道与匿名管道的应用——进程池，但是匿名管道的通信，需要有血缘关系的进程（通过fork创建的进程们），如果我想让两个毫不相干的进程进行通信，可以采样命名管道的方式（有名字，通过名字可以找到，不需要继承的方式）。

一、命名管道的原理与指令

命名管道指令创建很简单，输入指令 mkfifo + 文件名，就可以创建一个命名管道。命名管道需要被创建在磁盘上，他是有自己的路径的，因为路径是具有唯一性的，所以我们可以使用路径+文件名的方式，来让不同进程看到同一份资源。

那么两个没有血缘关系的进程，就可以通过命名管道的唯一性找到他，并借此通信。原理是跟匿名管道没什么区别，匿名管道是继承下来文件，命名管道是自己打开的文件。

如下，就实现了命名管道的通信，echo进程与cat进程实现了通信。

同时，在我们管道通信的过程中，fifo管道的大小一直都是0，并不会写入到文件中，这是管道的特性决定了，因为根本没必要将数据拷贝到磁盘中，在缓冲区中就可以了，你写入就写在缓冲区中，你读取也在缓冲区中读取，这是内存级别的。

二、命名管道的代码

创建命名管道，首先需要mkfifo函数，第一个参数为创建命名管道的路径与文件名，第二个参数mode为创建的权限。创建成功返回0，失败返回-1，错误码也被设置。

代码思路：现在我们需要两个进程，不再是fork出来的，因此需要写一个服务端创建管道，并打开文件，读取客户端消息，还需要一个客户端打开服务端创建的管道文件，往里面写入消息。

具体代码调用接口就好。因为是复用的文件相关函数，因此代码实现没什么难度。

server.cc

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

using namespace std;

#define FILENAME "fifo"

int main()
{
    //创建命名管道
    int n = mkfifo(FILENAME,0666); 
    if(n<0)
    {
        cerr<<"错误码:"<<errno<<",错误原因："<<strerror(errno)<<endl;
        return 1;
    }
    //打开文件
    int fd = open(FILENAME,O_RDONLY);
    if(fd < 0)
    {
        cerr<<"错误码:"<<errno<<",错误原因："<<strerror(errno)<<endl;
        return 2;
    }
    //读取信息
    char buff[1024];
    while(true)
    {
        ssize_t rn = read(fd,buff,sizeof(buff)-1);
        if(rn > 0)
        {
            buff[rn] = '\0';
            cout<<"客户端说："<<buff<<endl;
        }
    } 

}

client.cc 

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

using namespace std;
#define FILENAME "fifo"
int main()
{
    //打开文件
    int fd = open(FILENAME,O_WRONLY);
    if(fd<0)
    {
        cerr<<"错误码:"<<errno<<",错误原因："<<strerror(errno)<<endl;
        return 1;
    }

    //写入消息
    string message;
    while(true)
    {
        getline(cin,message);
        ssize_t wn = write(fd,message.c_str(),message.size());
        if(wn<0)
        {
            cerr<<"错误码:"<<errno<<",错误原因："<<strerror(errno)<<endl;
            break;
        }
    }

    close(fd);
    return 0;
}   

Makefile，由于我们需要两个进程共同协作，因此采样依赖的方式，先依赖上要形成的可执行文件，这样我们就可以一次生成两个可执行程序了。

.PHONY:all
all:server client

server:server.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11

client:client.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11

.PHONY:clean
clean:
	rm -f server client

执行这两个可执行程序，成功进行进程通信。