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命名管道的特点 (简述命名管道的特点)

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源作者:编程老大叔

命名管道的特点

在将这个题目之前大家需要了解几个概念:

进程:我们可以先看进程的定义:进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础;在当总结起来就是:进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述,进程是程序的实体。

程序和进程之间的关系又是什么样子呢?一般情况下,我们启动一个程序系统就会启动一个(有时候会有多个进程)。所以程序是静态的代码,进程是程序运行时产生的活动。启动一个程序时可以产生一个或若干个进程。进程实际上是程序当中正在执行的代码(可能只是整个程序的一部分代码)所产生的一个活动对象。

C++进程间通信--命名管道通信代码实现及其原理图示

我们可以通过任务管理器查看与管理进程。

线程间我们知道可以通过变量或者公共资源来进行数据交换,那么进程之间呢?进程间通讯一般有这几种方式:管道( pipe )、有名/命名管道 (named pipe) 、信号量( semophore )、消息队列( message queue ) 、信号 ( sinal ) 、共享内存( shared memory ) 、套接字( socket );今天主要讲的是命名管道,其他的大家有兴趣的可以去了解。

管道和命名管道的区别

管道是一种两个进程间进行单向通信的机制。因为管道传递数据的单向性,管道又称为半双工管道。管道的这一特点决定了器使用的局限性。管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一,具有以下特点:

数据只能由一个进程流向另一个进程(其中一个读管道,一个写管道);如果要进行双工通信,需要建 立两个管道;

管道只能用于父子进程或者兄弟进程间通信。,也就是说管道只能用于具有亲缘关系的进程间通信。

1、命名管道的定义和特点

FIFO又名有名管道或命名管道。POSIX标准中管道是没有名称的,所以它的最大劣势是只能用于具有亲缘关系的进程间的通信。FIFO最大的特性就是每个FIFO都有一个路径名与之相关联,从而允许无亲缘关系的任意两个进程间通过FIFO进行通信。所以,FIFO有以下特性:

和管道一样,FIFO仅提供半双工的数据通信,即只支持单向的数据流;

和管道不同的是,FIFO可以支持任意两个进程间的通信。

FIFO 在文件系统中作为一个特殊的文件而存在,但 FIFO 中的内容却存放在内存中。

当使用 FIFO 的进程退出后,FIFO 文件将继续保存在文件系统中以便以后使用。

FIFO 有名字,不相关的进程可以通过打开命名管道进行通信。

命名管道实现原理图示

首先要引入头文件#include

,类似Socket编程,要分服务端和客户端。首先简单看一下实现流程:

服务器端命名管道实现的步骤:

第一需要先创建命名管道CreateNamedPipe;其次等待客户端连接ConnectNamedPipe

然后接收客户端发送数据ReadFile & 向客户端发送数据WriteFile;最后通讯完成关闭管道CloseHandle;

再看客户端命名管道实现的步骤:

首先在客户端中判断是否有可以用的命名管道WaitNamedPipe;如果有则打开管道CreateFile然后接收客户端发送数据ReadFile & 向客户端发送数据WriteFile;最后通讯完成关闭管道CloseHandle;

我们看一下CreateNamedPipe()函数原型:

简述命名管道的特点

HANDLE CreateNamedPipe(

LPCTSTR lpName, // 指向管道名称的指针

DWORD dwOpenMode, // 管道打开模式

DWORD dwPipeMode, // 管道模式

DWORD nMaxInstances, // 最大实例数

DWORD nOutBufferSize, // 输出缓存大小

DWORD nInBufferSize, // 输入缓存大小

DWORD nDefaultTimeOut, // 超时设置

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes // 安全属性指针

);

通讯过程示意图如下:(仅代表个人理解,并不代表权威)

C++进程间通信--命名管道通信代码实现及其原理图示

通讯过程示意图

小编做了两张通讯调试的gif截图,大家结合截图和后面的代码就能更清楚的了解整个过程了:

ReadFile方法会阻塞线程阻塞等待服务器写入数据并读取出来

C++进程间通信--命名管道通信代码实现及其原理图示

ReadFile阻塞等待服务器写入数据

WriteFile方法会阻塞线程等待管道内数据被读取

C++进程间通信--命名管道通信代码实现及其原理图示

WriteFile阻塞等待数据被读取

命名管道通讯源码

最后附上源代码:

服务端:

#include

#include

#include

#include

using namespace std;
void main()
{
DWORD r = 0;
DWORD w = 0;
char msg[256] =”" ;
HANDLE pip_handle = CreateNamedPipe(“\\\\.\\Pipe\\pipe_test”, PIPE_ACCESS_DUPLEX, PIPE_TYPE_BYTE | PIPE_READMODE_BYTE, PIPE_UNLIMITED_INSTANCES, 0, 0, 2000, NULL); // 创建命名管道
if (pip_handle == INVALID_HANDLE_VALUE)
cout<< "creat failed!"<<endl;
else{
cout<<"creat Succeed!"<<endl;
}
if(ConnectNamedPipe(pip_handle,NULL) != NULL)
{
cout<<"connect Succeed!"<<endl;
char wbuf[256] = "client i love u";
DWORD wlen = 0;
WriteFile(pip_handle, wbuf, sizeof(wbuf), &w, 0); //向客户端发送内容
Sleep(1000);
ReadFile(pip_handle,msg,256,&r,NULL);
cout<<"receive:"<<msg<<endl;
}
else
{
cout<<"connect failed!"<<endl;
}
delete msg;
FlushFileBuffers(pip_handle);
DisconnectNamedPipe(pip_handle);
CloseHandle(pip_handle);//关
system("pause");
}

客户端:

#include

#include

#include

#include

using namespace std;
void main()
{
DWORD w = 0 ;
DWORD r = 0 ;
char msg[256]= "server i love u" ;
//WaitNamedPipe("\\\\.\\Pipe\\pipe_test",NMPWAIT_WAIT_FOREVER);
if(WaitNamedPipe("\\\\.\\Pipe\\pipe_test",NMPWAIT_WAIT_FOREVER))
{
cout<<"connect Succeed!"<<endl;
HANDLE pipe_client = CreateFile("\\\\.\\Pipe\\pipe_test",
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,
0,NULL,OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
char receive_msg[256] = "" ;
ReadFile(pipe_client,receive_msg,256,&r,NULL);
cout<<"receive:"<<receive_msg<<endl;
if(WriteFile(pipe_client,msg,256,&w,0))
{
cout<<"send Succeed!"<<endl;
}
}
system("pause");
}

END

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