『Linux从入门到精通』第 ㉔ 期 - 命名管道（named pipe）

2024-03-04 20:12
文章标签 linux 入门 精通 管道 named 命名 pipe

本文主要是介绍『Linux从入门到精通』第 ㉔ 期 - 命名管道（named pipe），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在这里插入图片描述

文章目录

  • 💐专栏导读
  • 💐文章导读
  • 🐧什么是命名管道
  • 🐧命名管道与匿名管道（无名）的区别
  • 🐧如何在代码中创建命名管道
    • 🐧代码实例——实现 server 与 client 通信
  • 🐧代码优化

💐专栏导读

🌸作者简介：花想云 ，在读本科生一枚，C/C++领域新星创作者，新星计划导师，阿里云专家博主，CSDN内容合伙人…致力于 C/C++、Linux 学习。

🌸专栏简介：本文收录于 Linux从入门到精通，本专栏主要内容为本专栏主要内容为Linux的系统性学习，专为小白打造的文章专栏。

🌸相关专栏推荐：C语言初阶系列、C语言进阶系列 、C++系列、数据结构与算法。

💐文章导读

本章我们将深入学习如何通过命名管道进行进程间通信。

🐧什么是命名管道

命名管道（Named Pipe）是一种在Unix和类Unix系统中用于进程间通信的特殊文件类型。它是一种命名的、无连接的、双向通信管道，允许两个进程通过在文件系统中的一个特殊文件进行通信。与无名管道（Anonymous Pipe）不同，命名管道在文件系统中有一个可见的路径名，因此可以被多个进程引用。

命名管道通过文件系统提供一种进程间通信的机制，允许不相关的进程之间进行数据交换。进程通过打开命名管道的文件路径来访问管道，就像访问普通文件一样。

在Linux系统中，使用mkfifo命令可以创建一个命名管道。例如：

$ mkfifo filename

使用命名管道涉及创建、打开、读取和写入管道。以下是一个简单的示例，说明如何在两个Shell进程中使用命名管道进行通信。

示例

  1. 创建命名管道：
    在一个终端中执行以下命令：
 mkfifo mypipe
  1. 写入数据到命名管道：
    在另一个终端中，可以使用命令向管道写入数据。例如：
 echo "Hello, named pipe" > mypipe
  1. 读取数据从命名管道：
    在第一个终端中，可以使用命令从管道读取数据。例如：
 cat mypipe

此时，你将在第一个终端中看到输出： “Hello, named pipe!”

在这里插入图片描述

请注意，命名管道的写入和读取是阻塞的，这意味着如果没有另一个进程准备好读取数据，写入的进程会被阻塞，反之亦然。因此，在实际使用中，你可能需要考虑使用多线程或其他机制来处理阻塞和同步的问题。

这只是一个简单的示例，具体的应用场景可能会更加复杂，根据实际需要，我们需要在编程中使用更高级的语言和库来处理命名管道。

🐧命名管道与匿名管道（无名）的区别

命名管道和匿名管道是两种不同类型的管道，它们在使用和特性上有一些关键的区别。

  1. 命名管道（Named Pipe）：

    • 名称可见： 命名管道在文件系统中有一个可见的路径名，因此可以被多个进程引用。
    • 持久性： 命名管道是持久的，它们在文件系统中存在直到被显式删除。
    • 进程间通信： 适用于不相关的进程之间的通信，可以在不同的进程之间传递数据。

  2. 匿名管道（Anonymous Pipe）：

    • 无文件系统可见性： 匿名管道没有在文件系统中可见的路径名，只能通过在创建它的进程内部使用。
    • 临时性： 匿名管道是临时的，只在创建它们的进程生存期内存在。
    • 主要用于父子进程通信： 通常用于父进程与其衍生的子进程之间的通信，因为它们在共享同一个进程的上下文中存在。

总的来说，命名管道适用于在不同进程之间传递数据，而匿名管道适用于在父子进程之间建立通信通道。选择使用哪一种取决于特定的应用场景和通信需求。

🐧如何在代码中创建命名管道

mkfifo是一个系统调用，它的作用是创建一个命名管道文件，并设置它的权限。

#include <unistd.h>int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
  • pathname 参数是要创建的命名管道文件的路径名。
  • mode 参数是要为该文件设置的权限模式，通常使用八进制表示（例如 0666）。

mkfifo 函数会在文件系统中创建一个新的命名管道文件。如果成功，它将返回0；否则，返回-1，并设置适当的错误码来指示失败的原因。

命名管道在创建后，可以像普通文件一样被多个进程打开、读取和写入，从而实现进程间的通信。需要注意的是，管道的读取和写入是阻塞的，即当没有数据可读时，读取进程会被阻塞；当管道写满时，写入进程会被阻塞。

接下来，我们就通过一个小程序简单使用一个这个接口。

🐧代码实例——实现 server 与 client 通信

这里我们将实现一个简单的代码案例，创建服务端程序 server 与客户端程序 client ，并让双方进行通信（client 向管道里写入数据，server 从管道中读取数据）。

Server

/* commucate.hpp */#pragma once#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdio>
#include <cassert>
#include <cerrno>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>using namespace std;#define NUM 1024const std::string fifoname = "./fifo";
int mode = 0666;

/* server.cc */
#include "communicate.hpp"
using namespace std;int main()
{// 1.创建管道文件umask(0); // 指挥影响当前进程，并不会影响系统默认配置int n = mkfifo(fifoname.c_str(), mode);if (n != 0) // 创建失败{cout << errno << strerror(errno) << endl;return 1;}cout << "creat fifo file sucess" << endl;// 2.服务端开启管道文件int rfd = open(fifoname.c_str(), O_RDONLY);if (rfd < 0) // 打开失败{cout << errno << strerror(errno) << endl;return 2;}cout << "open fifo sucess" << endl;// 3.开始通信char buffer[NUM];while (true){buffer[0] = 0; // 清空bufferssize_t n = read(rfd, buffer, sizeof(buffer)-1);if (n > 0){buffer[n] = 0;cout << "client# " << buffer << endl;}else if (n == 0) // 读到文件末尾{cout << "client quit......" << endl;break;}else{cout << errno << strerror(errno) << endl;break;}}// 关闭不要的fdclose(rfd);unlink(fifoname.c_str()); // 删除文件return 0;
}

Client

/* cilent.cc */#include "communicate.hpp"
using namespace std;int main()
{// 1.不需要创建文件，只需要打开文件即可int wfd = open(fifoname.c_str(), O_WRONLY);if (wfd < 0){cout << errno << strerror(errno) << endl;return 1;}// 开始通信char buffer[NUM];while (true){cout << "请输入你的消息# ";char *msg = fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);assert(msg);(void)msg;buffer[strlen(buffer) - 1] = 0;if (strcasecmp(buffer, "quit") == 0)break;ssize_t n = write(wfd, buffer, sizeof(buffer));assert(n > 0);(void)n;}close(wfd);return 0;
}

在这里插入图片描述

🐧代码优化

如上图所示，client 与 server 可以正常通信了。我们好可以稍加修改，让 server 进行实时读取，即 client 无需使用回车发送消息。

Server

/* server.cc */
#include "communicate.hpp"
using namespace std;// 同步输入版
int main()
{// 1.创建管道文件umask(0); // 指挥影响当前进程，并不会影响系统默认配置int n = mkfifo(fifoname.c_str(), mode);if (n != 0) // 创建失败{cout << errno << strerror(errno) << endl;return 1;}cout << "creat fifo file sucess" << endl;// 2.服务端开启管道文件int rfd = open(fifoname.c_str(), O_RDONLY);if (rfd < 0) // 打开失败{cout << errno << strerror(errno) << endl;return 2;}cout << "open fifo sucess" << endl;// 3.开始通信char buffer[NUM];while (true){buffer[0] = 0; // 清空bufferssize_t n = read(rfd, buffer, sizeof(buffer)-1);if (n > 0){   buffer[n] = 0;// cout << "client# " << buffer << endl;printf("%c",buffer[0]);fflush(stdout);}else if (n == 0) // 读到文件末尾{cout << "client quit......" << endl;break;}else{cout << errno << strerror(errno) << endl;break;}}// 关闭不要的fdclose(rfd);unlink(fifoname.c_str());return 0;
}

Cilent

/* client.cc */
#include "communicate.hpp"
using namespace std;// 同步输入版
int main()
{// 1.不需要创建文件，只需要打开文件即可int wfd = open(fifoname.c_str(), O_WRONLY);if (wfd < 0){cout << errno << strerror(errno) << endl;return 1;}// 开始通信char buffer[NUM];while (true){system("stty raw");int c = getchar();system("stty -raw");ssize_t n = write(wfd, (char*)&c, sizeof(char));assert(n > 0);(void)n;}close(wfd);return 0;
}

在这里插入图片描述
本章的内容到这里就结束了！如果觉得对你有所帮助的话，欢迎三连~

在这里插入图片描述

这篇关于『Linux从入门到精通』第 ㉔ 期 - 命名管道（named pipe）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/774310。

相关文章

防止Linux rm命令误操作的多场景防护方案与实践

防止Linux rm命令误操作的多场景防护方案与实践

《防止Linuxrm命令误操作的多场景防护方案与实践》在Linux系统中,rm命令是删除文件和目录的高效工具,但一旦误操作,如执行rm-rf/或rm-rf/*,极易导致系统数据灾难,本文针对不同场景... 目录引言理解 rm 命令及误操作风险rm 命令基础常见误操作案例防护方案使用 rm编程 别名及安全删除
阅读更多...
Linux下MySQL数据库定时备份脚本与Crontab配置教学

Linux下MySQL数据库定时备份脚本与Crontab配置教学

《Linux下MySQL数据库定时备份脚本与Crontab配置教学》在生产环境中,数据库是核心资产之一,定期备份数据库可以有效防止意外数据丢失,本文将分享一份MySQL定时备份脚本,并讲解如何通过cr... 目录备份脚本详解脚本功能说明授权与可执行权限使用 Crontab 定时执行编辑 Crontab添加定
阅读更多...
使用docker搭建嵌入式Linux开发环境

使用docker搭建嵌入式Linux开发环境

《使用docker搭建嵌入式Linux开发环境》本文主要介绍了使用docker搭建嵌入式Linux开发环境,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面... 目录1、前言2、安装docker3、编写容器管理脚本4、创建容器1、前言在日常开发全志、rk等不同
阅读更多...
从入门到精通详解Python虚拟环境完全指南

从入门到精通详解Python虚拟环境完全指南

《从入门到精通详解Python虚拟环境完全指南》Python虚拟环境是一个独立的Python运行环境,它允许你为不同的项目创建隔离的Python环境,下面小编就来和大家详细介绍一下吧... 目录什么是python虚拟环境一、使用venv创建和管理虚拟环境1.1 创建虚拟环境1.2 激活虚拟环境1.3 验证虚
阅读更多...
GO语言中函数命名返回值的使用

GO语言中函数命名返回值的使用

《GO语言中函数命名返回值的使用》在Go语言中,函数可以为其返回值指定名称,这被称为命名返回值或命名返回参数,这种特性可以使代码更清晰,特别是在返回多个值时,感兴趣的可以了解一下... 目录基本语法函数命名返回特点代码示例命名特点基本语法func functionName(parameters) (nam
阅读更多...
linux系统上安装JDK8全过程

linux系统上安装JDK8全过程

《linux系统上安装JDK8全过程》文章介绍安装JDK的必要性及Linux下JDK8的安装步骤,包括卸载旧版本、下载解压、配置环境变量等,强调开发需JDK,运行可选JRE,现JDK已集成JRE... 目录为什么要安装jdk？1.查看linux系统是否有自带的jdk：2.下载jdk压缩包2.解压3.配置环境
阅读更多...
Linux搭建ftp服务器的步骤

Linux搭建ftp服务器的步骤

《Linux搭建ftp服务器的步骤》本文给大家分享Linux搭建ftp服务器的步骤,本文通过图文并茂的形式给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录ftp搭建1：下载vsftpd工具2：下载客户端工具3：进入配置文件目录vsftpd.conf配置文件4:
阅读更多...
Linux实现查看某一端口是否开放

Linux实现查看某一端口是否开放

《Linux实现查看某一端口是否开放》文章介绍了三种检查端口6379是否开放的方法：通过lsof查看进程占用,用netstat区分TCP/UDP监听状态,以及用telnet测试远程连接可达性... 目录1、使用lsof 命令来查看端口是否开放2、使用netstat 命令来查看端口是否开放3、使用telnet
阅读更多...
Linux系统管理与进程任务管理方式

Linux系统管理与进程任务管理方式

《Linux系统管理与进程任务管理方式》本文系统讲解Linux管理核心技能,涵盖引导流程、服务控制（Systemd与GRUB2）、进程管理（前台/后台运行、工具使用）、计划任务（at/cron）及常用... 目录引言一、linux系统引导过程与服务控制1.1 系统引导的五个关键阶段1.2 GRUB2的进化优
阅读更多...
Java List 使用举例(从入门到精通)

Java List 使用举例(从入门到精通)

《JavaList使用举例(从入门到精通)》本文系统讲解JavaList,涵盖基础概念、核心特性、常用实现（如ArrayList、LinkedList）及性能对比,介绍创建、操作、遍历方法,结合实... 目录一、List 基础概念1.1 什么是 List？1.2 List 的核心特性1.3 List 家族成
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2