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进程间通信2（命名管道）linux

news 来源：原创 2025/6/20 5:59:47

1 命名管道

前面讲到匿名管道，有一个很大的限制，那就是只有具有相同祖先（具有亲缘关系）的进程间才能进行通信，但是如果想实现不同进程间的通信，这个时候命名管道就发挥着巨大作用。

命名管道是一种特殊类型的文件，和匿名管道不一样的是这个命名管道是有文件名的，有路径的，有对应的inode，只是不用向磁盘中进行IO。

多个进程是否可以打开同一个文件呢？这个问题在前面讲文件描述符时，就已经知道是可以的，例如：显示器文件，多个进程都可以打开，并向显示器写入。

1.1 创建命名管道

命令行创建：

mkfifo filename

系统调用创建：

int mkfifo(const char *filename,mode_t mode);

参数为：创建管道的文件名，权限。

1.2 匿名管道和命名管道使用不同

匿名管道由pipe函数创建并打开。

命名管道由mkfifo函数创建，打开用open

FIFO（命名管道）与pipe（匿名管道）之间唯一区别在它们创建与打开的方式不同，⼀但这些工作完成之后，它们具有相同的语义。

2 用命名管道实现server与client之间的通信

读写端共同包含的部分：

common.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>const std::string filename="fifo";
const int mode=0666;const int size=1024;

权限，默认文件名。

namepipe类

默认构造函数

namepipe(const std::string &filename) : _filename(filename),_fd(defaultfd){}

成员_fd表示文件描述符，所以要得等到，打开文件时再确认，这里默认为-1。

初始化创建管道文件

bool InitNamepipe(){int n = mkfifo(filename.c_str(), mode);if (n == 0){std::cout << "mkfifo success " << std::endl;}else{perror("mkfifo");return false;}return true;}

利用mkfifo函数创建一个管道。

这里要注意一个从管道中写入数据，一个向管道中读取数据，所以就要有两种打开方式：

也就是在open函数设置不同的权限

读打开

bool OpenForRead(){_fd = open(filename.c_str(), O_RDONLY);if (_fd < 0){perror("open");return false;}else{std::cout << "open success: " << _fd << std::endl;}return true;}

写打开

 bool OpenForWrite(){_fd = open(filename.c_str(), O_WRONLY);if (_fd < 0){perror("open");return false;}else{std::cout << "open success: " << _fd << std::endl;}return true;}

读数据

 void Write(const std::string &in){write(_fd, in.c_str(), in.size());}

写数据

bool Read(std::string *out){char buffer[size] = {0};ssize_t num = read(_fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);if (num > 0){buffer[num] = 0;*out = buffer;}else if (num == 0){std::cout << "write out,me too" << std::endl;return false;}else{return false;}return true;}

读取数据失败或写端关闭返回false，这里out是一个输出型参数，将读出的数据通过out带出。

这里read也是默认阻塞等待写端写入。

回收资源

关闭文件描述符：

void Close(){if(_fd==defaultfd)return;elseclose(_fd);}

防止没有打开文件，就直接close，所以这里有一个defaultfd的操作。

删除管道文件：

void Remove(){int m=unlink(_filename.c_str());(void)m;}

namepipe.hpp

#pragma once
#include "common.hpp"const int defaultfd = -1;class namepipe
{
public:namepipe(const std::string &filename) : _filename(filename),_fd(defaultfd){}bool InitNamepipe(){int n = mkfifo(filename.c_str(), mode);if (n == 0){std::cout << "mkfifo success " << std::endl;}else{perror("mkfifo");return false;}return true;}bool OpenForRead(){_fd = open(filename.c_str(), O_RDONLY);if (_fd < 0){perror("open");return false;}else{std::cout << "open success: " << _fd << std::endl;}return true;}bool OpenForWrite(){_fd = open(filename.c_str(), O_WRONLY);if (_fd < 0){perror("open");return false;}else{std::cout << "open success: " << _fd << std::endl;}return true;}void Write(const std::string &in){write(_fd, in.c_str(), in.size());}bool Read(std::string *out){char buffer[size] = {0};ssize_t num = read(_fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);if (num > 0){buffer[num] = 0;*out = buffer;}else if (num == 0){std::cout << "write out,me too" << std::endl;return false;}else{return false;}return true;}void Close(){if(_fd==defaultfd)return;elseclose(_fd);}void Remove(){int m=unlink(_filename.c_str());(void)m;}~namepipe(){}private:std::string _filename;int _fd;
};

client

#include"namepipe.hpp"int main()
{namepipe pipe(filename);pipe.OpenForWrite();while(true){std::string in;std::getline(std::cin,in);pipe.Write(in);}pipe.Close();
}

client端发送数据。

server

#include"namepipe.hpp"int main()
{namepipe pipe(filename);pipe.InitNamepipe();pipe.OpenForRead();while(true){std::string* out;if(pipe.Read(out))std::cout<<*(out)<<std::endl;elsebreak;}pipe.Close();pipe.Remove();return 0;
}

server端读数据。