匿名管道的特点

• 只能用于具有共同祖先的进程（具有亲缘关系的进程）之间进行通信，一般是父子进程
• 管道提供流式服务。也就是你想往管道里读写多少数据是根据自身来定的
• 管道是半双工的，数据只能向一个方向流动

🏆3.用匿名管道实现派发任务

父子进程通过管道通信，父进程给管道写入命令，指派给子进程，所以现在建立多个管道，由父进程通过多个管道和多个子进程建立联系

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include using namespace std;typedef void (*functor)();//函数指针vector functors; // 方法集合
// for debug
unordered_map info;// int32_t: 进程pid, int32_t: 该进程对应的管道写端fd
typedef std::pair elem;
int processNum = 3;//子进程数量//三个任务
void f1()
{cout << "这是一个处理日志的任务, 执行的进程 ID [" << getpid() << "]"<< "执行时间是[" << time(nullptr) << "]\n" << endl;//
}
void f2()
{cout << "这是一个备份数据任务, 执行的进程 ID [" << getpid() << "]"<< "执行时间是[" << time(nullptr) << "]\n" << endl;
}
void f3()
{cout << "这是一个处理网络连接的任务, 执行的进程 ID [" << getpid() << "]"<< "执行时间是[" << time(nullptr) << "]\n" << endl;
}void loadFunctor()
{info.insert({functors.size(), "处理日志的任务"});functors.push_back(f1);info.insert({functors.size(), "备份数据任务"});functors.push_back(f2);info.insert({functors.size(), "处理网络连接的任务"});functors.push_back(f3);
}//子进程工作-读
void work(int blockFd)
{cout << "进程[" << getpid() << "]" << " 开始工作" << endl;// 子进程核心工作的代码while (true){// a.阻塞等待  b. 获取任务信息uint32_t operatorCode = 0;//如果有数据就读取，没有就阻塞等待ssize_t s = read(blockFd, &operatorCode, sizeof(uint32_t));if(s == 0) break;//子进程结束// c. 处理任务，如果数组访问没有越界if(operatorCode < functors.size()) functors[operatorCode]();//函数指针}cout << "进程[" << getpid() << "]" << " 结束工作" << endl;
}// [子进程的pid, 子进程的管道fd]
void blanceSendTask(const vector &processFds)
{srand((long long)time(nullptr));while(true){sleep(1);// 选择一个进程, 选择进程是随机的，没有压着一个进程给任务// 较为均匀的将任务给所有的子进程 --- 负载均衡uint32_t pick = rand() % processFds.size();// 选择一个任务uint32_t task = rand() % functors.size();// 把任务给一个指定的进程write(processFds[pick].second, &task, sizeof(task));// 打印对应的提示信息cout << "父进程指派任务->" << info[task] << "给进程: " << processFds[pick].first << " 编号: " << pick << endl;}
}int main()
{//加载任务列表loadFunctor();vector assignMap;// 创建processNum个进程for (int i = 0; i < processNum; i++){// 定义保存管道fd的对象int pipefd[2] = {0};// 创建管道pipe(pipefd);// 创建子进程pid_t id = fork();//子进程if (id == 0){// 子进程读取, r -> pipefd[0]close(pipefd[1]);// 子进程执行work(pipefd[0]);close(pipefd[0]);exit(0);}//父进程else{//父进程做的事情, pipefd[1]close(pipefd[0]);elem e(id, pipefd[1]);assignMap.push_back(e);}}cout << "create all process success!" << std::endl;// 父进程, 派发任务blanceSendTask(assignMap);// 回收资源for (int i = 0; i < processNum; i++){//assignMap[i]对应的子进程，first-进程PIDif (waitpid(assignMap[i].first, nullptr, 0) > 0)//成功cout << "wait for: pid=" << assignMap[i].first << " wait success!"<< "number: " << i << "\n";close(assignMap[i].second);}
}

结果：父进程通过管道控制三个子进程，给子进程派发任务

[Jungle@VM-20-8-centos:~/lesson26]$ ./pipe
create all process success!
进程[9453] 开始工作
进程[9452] 开始工作
进程[9454] 开始工作
父进程指派任务->处理日志的任务给进程: 9452 编号: 0
这是一个处理日志的任务, 执行的进程 ID [9452]执行时间是[1667614684]父进程指派任务->备份数据任务给进程: 9453 编号: 1
这是一个备份数据任务, 执行的进程 ID [9453]执行时间是[1667614685]父进程指派任务->处理日志的任务给进程: 9453 编号: 1
这是一个处理日志的任务, 执行的进程 ID [9453]执行时间是[1667614686]父进程指派任务->备份数据任务给进程: 9452 编号: 0
这是一个备份数据任务, 执行的进程 ID [9452]执行时间是[1667614687]父进程指派任务->处理网络连接的任务给进程: 9454 编号: 2
这是一个处理网络连接的任务, 执行的进程 ID [9454]执行时间是[1667614688]c父进程指派任务->备份数据任务给进程: 9453 编号: 1
这是一个备份数据任务, 执行的进程 ID [9453]执行时间是[1667614689]

🏆3.命名管道

概念

命名管道就是一种特殊类型的文件，两个进程通过命名管道的文件名打开同一个管道文件，此时这两个进程也就看到了同一份资源，进而就可以进行通信了

创建命名管道

函数创建

#include 
#include 
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

功能： 创建一个命名管道
参数：
pathname: 管道名称，默认创建在当前路径下
mode: 权限，一般设置0666，记得设置umask(文件默认掩码)
返回值： 创建成功返回0，失败返回-1

命令行创建

[Jungle@VM-20-8-centos:~/lesson25]$ mkfifo fifo
[Jungle@VM-20-8-centos:~/lesson25]$ ll
prw-r--r-- 1 Jungle root     0 11月  3 15:44 fifo

使用命名管道通信

创建两个文件，server.c，client.c，用两个进程来模拟客户端和服务端进行通信，客户端往管道发消息，服务端读消息,共用头文件comm

comm.h

头文件当中提供这个共用的命名管道文件的文件名，客户端和服务器打开同一个命名管道文件，进而进行通信了

#pragma once#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include #define IPC_PATH "./.fifo"//让客户端和服务端使用同一个命名管道using namespace std;

​ server.c

//读
#include "comm.h"int main ()
{umask(0); //将文件默认掩码设置为0if(mkfifo(IPC_PATH, 0600) != 0)//使用mkfifo创建命名管道文件{perror(".fifo");return 1;}//打开文件int pipeFd = open(IPC_PATH, O_RDONLY);if(pipeFd < 0){cerr << "open fifo error" << endl;return 2;}//通信过程char buff[1024];while(1){//以读的方式打开命名管道文件ssize_t s = read(pipeFd, buff, sizeof(buff)-1);//正常通信if(s>0){buff[s] = '\0';//预留\0 方便输出cout<<"client:"<< buff<cout<<"client quit"<cout<<"read error"<

client.c

因为服务端运行起来后命名管道文件就已经被创建了，所以客户端只需以写的方式打开该命名管道文件，之后客户端就可以将通信信息写入到命名管道文件当中，进而实现和服务端的通信

//写
#include "comm.h"int main ()
{//以写的方式打开命名管道文件int pipeFd = open(IPC_PATH, O_WRONLY);if(pipeFd < 0){cerr << "open: " << strerror(errno) << endl;return 1;}//通信过程char buff[1024];while(1){cout<<"Please Enter:";//提示客户端输入fflush(stdout);//从客户端的标准输入流读取信息ssize_t s = read(0, buff, sizeof(buff)-1);if (s > 0){buff[s - 1] = '\0';//将信息写入命名管道write(pipeFd, buff, strlen(buff));}}//关闭文件close(pipeFd);cout<<"client quit"<

运行：

//服务器端接收
[Jungle@VM-20-8-centos:~/lesson26]$ ./server
client:123
client:qwer
client:你好呀
//客户端输入
[Jungle@VM-20-8-centos:~/lesson26]$ ./client
Please Enter:123
Please Enter:qwer
Please Enter:你好呀