【Linux】命令管道

一、命名管道的介绍

之前的管道博客中介绍的是匿名管道，这个管道的应用的一个限制就是只能在具有公共祖先（具有亲缘关系）的进程间通信。

如果我们不想在不相关的进程之间交换数据，可以使用FIFO文件来做这项工作，他经常被称为命名管道。

命名管道是一种特殊类型的文件。

二、有关于命名管道的函数接口

2.1 mkfifo函数

函数原型

函数参数

• pathname：这是一个字符串，表示要创建的FIFO文件的路径。
• mode（可选）：这个是一个整数，表示新创建的FIFO的权限模式，默认值通常是0666，表示读写权。

函数功能

mkfifo函数通过提供的路径创建一个命名管道，允许不同进程之间进行通信。命名官大是一种特殊类型的文件，可以被多个进程打开，用于数据传输。

函数的返回值

• 成功 : 返回 true。
• 失败 : 返回 false，并且可以通过 error_get_last() 函数获取详细的错误信息。

2.2 unlink函数

函数原型

函数参数

• filename：这是一个字符串，表示要删除的文件的路径

函数功能

unlink函数通过提供的文件名删除指定的文件。如果文件成功删除，则返回true；如果文件不存在或者发生了其他错误，则返回false。

函数的返回值

• 成功 : 返回 true。
• 失败 : 返回 false，并且可以通过 error_get_last() 函数获取详细的错误信息。

三、匿名管道和命名管道的区别

• 匿名管道由pipe函数创建并打开
• 命名管道由mkfifo函数创建，打开该文件使用open
• FIFO（命名管道）与PIPE（匿名管道）之间唯一的区别在于他们创建和打开的方式不同，一旦这些工作完成了，他们具有相同的语义

四、命名管道的打开规则

如果当前打开操作是为读而打开FIFO时：

• O_NONBLOCK disable 阻塞直到有相应进程为读而打开该FIFO
• O_NONBLOCK enable 立刻返回成功

如果当前打开操作是为写而打开FIFO时：

• O_NONBLOCK disable 阻塞直到有相应进程为写而打开该FIFO
• O_NONBLOCK enable 立刻返回失败，错误码为ENXIO

五、利用命名管道实现客户端和服务端的通信

我们先将这个命名管道封装一下，然后进行一系列操作，就是将构造函数和析构函数进行封装：

#define mode 0644
#define Path "./fifo"

class Fifo
{
publlic:    
    Fifo(const std::string &path)
    {
        umask(0); // 将系统中的掩码进行改变
        int n = mkfifo(_path.c_str(), mode);
        if(n == 0)
        {
            std::cout << "mkfifo success..." << std::endl;
        }
        else
        {
            std::cerr << "mkfifo failed, errno: " << errno << ", errstring: " << strerrno(errno) << std::endl; 
        }
    }

    ~Fifo()
    {
        int n = unlink(_path.c_str());
        if (n == 0)
        {
            std::cout << "unlink success ..." << std::endl;
        }
        else
        {
            cerr << "unlink failed, errno: " << errno << ", errstring: " << strerror(errno) << endl;
        }
    }

private:    
    std::string _path; // 文件路径 + 文件名字
};

服务端创建FIFO管道，然后打开文件进读取管道的方式

// 1. 创建出命名管道
// 2. 打开所创建的命名管道
// 3. 服务端进行读取数据
// 4. 服务端关闭文件

客户端打开管道，然后进行写入管道的方式

// 1. 客户端直接以写的方式打开命名管道
// 2. 客户端直接写入管道中
// 3. 客户端关闭命名管道

重点是：让两个需要通信的进程看到同一个共享空间