我们在上一节知道了匿名管道的原理与它对应的情况与特征。
在这一节将会对命名管道 以及system V标准下的IPC进行一下原理的讲解,尤其是对共享内存的理解。
目录
命名管道:
先输出一个结论:
命名管道与匿名管道的情况与特征完全一致,
除了
匿名管道只能与有血缘关系的进程建立,而命名管道无这个需求。
原理我们来看一看:
下图是文件系统和进程管理的示意图:
如果我们的进程B也打开同一个文件。
进程 = 内核数据结构 + 代码与数据
故PCB与文件描述表每个进程有自己独立的一份是我们理解并接受的。
但是为什么struct file为什么有两份?
答:
其一:每个进程的文件描述表是独立的,故里面的指针也是不同的
其二:如果进程A以"w"方式打开,那么struct file内部一定会有一个表示flag的字段,此时进程B若是以"r"打开就肯定是独立的两份。
这个理解了我们再来探讨一下为什么struct file的指向是一样的?
答:
因为OS不会做浪费时空的事情,磁盘内文件的属性,方法,以及内核缓冲区绝大部分都是一样的,再重新搞一份是没有必要的,
这也就为我们为命名管道
的理解有了切入点,也就是共同的内核缓冲区
但是命名管道与普通文件肯定是不一样的,命名管道至少不会向磁盘中写入数据,但是这个磁盘文件可以帮助我们定位,使两个进程以同一个路径找到。
我们先来看一看命令行中的命名管道。
我们先创建一个名为myfifo的命名管道,在管道内写完消息后,可以在另一端读出,echo是一个进程,cat是一个进程,这就完成了两个进程之间的通信。
另外我们也可以继续向管道内写入信息,并发现大小为0.
也可以证明这是一个特殊的文件。
那么如何在代码中进行创建呢?
这就用到了我们刚刚说到的要规定一个路径,用路径进行定位。
创建好了如何打开?使用open,如何写与读,使用write与read
我们可以看看下段这边的代码,实现了一个类,对以上的各种操作进行了封装。
cpp
#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define CommPath "./fifopipe"
#define Read O_RDONLY
#define Write O_WRONLY
#define Creater 1
#define User 2
#define filename "fifopipe"
#define Default -1
#define Size 4096
class NamedPipe
{
private:
bool OpenNamedPipe(int mode)
{
_fd = open(filename, mode);
if (_fd > 0)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
public:
NamedPipe(std::string path, int who)
: _path(path), _who(who), _fd(Default)
{
if (_who == Creater)
{
int res = mkfifo(_path.c_str(), 0666);
if (res != 0)
{
perror("mkfifo");
}
}
}
bool OpenForRead()
{
return OpenNamedPipe(Read);
}
bool OpenForWrite()
{
return OpenNamedPipe(Write);
}
int WriteOnNamedPipe(const std::string& in)
{
return write(_fd, in.c_str(), Size);
}
int ReadOnNamedPipe(std::string* out)
{
char message[Size];
int n = read(_fd, message, Size);
*out = message;
return n;
}
~NamedPipe()
{
if (_who == Creater)
{
int res = unlink(_path.c_str());
if (res != 0)
{
perror("unlink");
}
}
close(_fd);
}
private:
std::string _path;
int _fd;
int _who;
};
此时我们再回归一下概念:进程间通信的前提是要先看到同一块内存空间。
匿名管道是通过继承,而命名管道是通过同一个路径。