【Linux】命名管道_网络技术_宿州市腾雀网络科技有限公司

一、命名管道

1、与匿名管道的关系

命名管道通过mkfifo命令创建，是一个文件，需要使用open函数来打开。命名管道与匿名管道的主要区别在于它们的创建和打开方式不同，其他方面基本相同。命名管道也仅能与有“血缘”关系的进程进行通信。

2、工作原理

通过mkfifo命令创建命名管道时，会生成一个大小为0的文件，这就是命名管道文件。

可以看到文件的第一列为p，表示它是特殊文件。在打开普通文件时，操作流程包括文件缓冲区中的数据刷新到硬盘的过程。然而，命名管道文件不涉及刷盘操作，数据仅停留在文件缓冲区中。由于在Linux中，多个进程打开同一个文件会共享同一个文件缓冲区，因此如果有另一个进程以读的方式打开命名管道文件，它们将通过文件缓冲区建立连接，形成与匿名管道相同的结构。

3、系统调用接口

#include 
#include 
int mkfifo(const char *filename, mode_t mode);
// filename：文件路径
// mode：文件权限
// 返回值：如果管道创建成功返回0，如果失败返回-1并设置errno

4、实现两个进程间通信

tests.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define FIFO_NAME "myfifo"
#define BUFFER_SIZE 256
int main(){
    char message[BUFFER_SIZE];
    // 创建命名管道
    if (mkfifo(FIFO_NAME, 0666) == -1)
    {
        if (errno != EEXIST)
        {
            perror("mkfifo");
            return 1;
        }
    }
    // 打开命名管道以进行写入操作
    int fd = open(FIFO_NAME, O_WRONLY);
    if (fd == -1)
    {
        perror("open");
        return 1;
    }
    // 获取用户输入的消息
    while (1)
    {
        printf("Enter a message to send: ");
        fgets(message, BUFFER_SIZE, stdin);
        message[strcspn(message, "\n")] = 0; // 移除换行符
        // 向命名管道写入消息
        if (write(fd, message, strlen(message)) == -1)
        {
            perror("write");
            close(fd);
            return 1;
        }
        printf("Message sent successfully.\n");
    }
    // 关闭命名管道
    close(fd);
    return 0;
}

testr.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define FIFO_NAME "myfifo"
#define BUFFER_SIZE 256
int main(){
    int fd;
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    // 打开命名管道以进行读取操作
    fd = open(FIFO_NAME, O_RDONLY);
    if (fd == -1)
    {
        perror("open");
        return 1;
    }
    while (1)
    {
        // 从命名管道读取消息
        ssize_t bytes_read = read(fd, buffer, BUFFER_SIZE - 1);
        if (bytes_read == -1)
        {
            perror("read");
            close(fd);
            return 1;
        }
        buffer[bytes_read] = '\0'; // 添加字符串结束符
        // 输出接收到的消息
        if(buffer[0] == 0)  break;
        printf("Received message: %s\n", buffer);
    }
    // 关闭命名管道
    close(fd);
    // 删除命名管道
    if (unlink(FIFO_NAME) == -1)
    {
        perror("unlink");
        return 1;
    }
    return 0;
}

二、可变参数列表

我们将利用命名管道编写日志文件，这需要使用可变参数列表的知识，下面详细解释一下。

可变参数列表允许函数接受不确定数量和类型的参数，通常放在参数列表的最后。例如，我们之前在进程中断中的函数：int execl(const char *path, const char *arg, ...);，我们有“表”的概念，只要是一个表，最后一个元素一定是NULL，用来标志表的结束。

与此相关的关键元素包括以下四个（头文件stdarg.h）：

va_list：va_list是一种自定义类型（通常为指针类型），用于声明一个变量，该变量将指向可变参数列表。

va_start宏：其作用是初始化va_list类型的变量，使其指向可变参数列表的第一个参数。

void va_start(va_list ap, last);
// ap：va_list 类型的变量
// last：可变参数列表之前的最后一个固定参数

va_arg宏：此宏用于从可变参数列表中获取下一个参数，并将va_list指针移动到下一个参数的位置。

type va_arg(va_list ap, type);
// ap：va_list 类型的变量
// type：要获取的参数的类型

va_end宏：该宏用于结束对可变参数列表的访问，进行必要的清理工作。

void va_end(va_list ap);
// ap：之前用 va_start 初始化过的 va_list 变量

今日分享就到这里~

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