命名管道Linux實(shí)例

我們會(huì)對(duì)命名管道已知的所有問題及限制進(jìn)行總結(jié).

在一個(gè)程序中實(shí)現(xiàn)命名管道的創(chuàng)建與使用

此示例代碼意在體現(xiàn)出命名管道與普通管道的區(qū)別，命名管道是以一個(gè)普通文件的形式出現(xiàn)的，包括三個(gè)文件，創(chuàng)建命名管道、寫管道、讀管道

1. 創(chuàng)建命名管道

#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

#include<unistd.h>

#include<fcntl.h>

int main(void){

char buf[80];

int fd;

unlink("zieckey_fifo");

mkfifo("zieckey_fifo",0777);}寫命名管道代碼

#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

#include<unistd.h>

#include<fcntl.h>

int main(void){

int fd;

char s[]="Hello!\n";

fd=open("zieckey_fifo",O_WRONLY);

while(1){

write(fd,s,sizeof(s));

sleep(1);}

return0;

}

讀命名管道代碼

#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

#include<unistd.h>

#include<fcntl.h>

int main(void){

int fd;

char buf[80];

fd = open("zieckey_fifo",O_RDONLY);

while(1){

read(fd,buf,sizeof(buf));

printf("%s\n",buf);

sleep(1); }

return0;

}

命名管道是由服務(wù)器端的進(jìn)程建立的，管道的命名必須遵循特定的命名方法，就是 "\\.\pipe\管道名"，當(dāng)作為客戶端的進(jìn)程要使用時(shí)，使用"\\計(jì)算機(jī)名\\pipe\管道名" 來打開使用，具體步驟如下:

服務(wù)端通過函數(shù) CreateNamedPipe 創(chuàng)建一個(gè)命名管道的實(shí)例并返回用于今后操作的句柄，或?yàn)橐汛嬖诘墓艿绖?chuàng)建新的實(shí)例。 服務(wù)端偵聽來自客戶端的連接請(qǐng)求，該功能通過 ConnectNamedPipe 函數(shù)實(shí)現(xiàn)。 客戶端通過函數(shù) WaitNamedPipe 來等待管道的出現(xiàn)，如果在超時(shí)值變?yōu)榱阋郧?，有一個(gè)管道可以使用，則 WaitNamedPipe 將返回 True，并通過調(diào)用 CreateFile 或 CallNamedPipe 來呼叫對(duì)服務(wù)端的連接。 此時(shí)服務(wù)端將接受客戶端的連接請(qǐng)求，成功建立連接，服務(wù)端 ConnectNamedPipe 返回 True 建立連接之后，客戶端與服務(wù)器端即可通過 ReadFile 和 WriteFile，利用得到的管道文件句柄，彼此間進(jìn)行信息交換。 當(dāng)客戶端與服務(wù)端的通信結(jié)束，客戶端調(diào)用 CloseFile，服務(wù)端接著調(diào)用 DisconnectNamedPipe。最后調(diào)用函數(shù)CloseHandle來關(guān)閉該管道。 由于命名管道使用時(shí)作為客戶端的程序必須知道管道的名稱，所以更多的用在同一"作者"編寫的服務(wù)器/工作站程序中，你不可能隨便找出一個(gè)程序來要求它和你寫的程序來通過命名管道通信。而匿名管道的使用則完全不同，它允許你和完全不相干的進(jìn)程通信，條件是這個(gè)進(jìn)程通過控制臺(tái)"console"來輸入輸出，典型的例子是老的 Dos 應(yīng)用程序，它們?cè)谶\(yùn)行時(shí) Windows 為它們開了個(gè) Dos 窗口，它們的輸入輸出就是 console 方式的。還有一些標(biāo)準(zhǔn)的 Win32 程序也使用控制臺(tái)輸入輸出，如果在 Win32 編程中不想使用圖形界面，你照樣可以使用 AllocConsole 得到一個(gè)控制臺(tái)，然后通過 GetStdHandle 得到輸入或輸出句柄，再通過 WriteConsole 或 WriteFile 把結(jié)果輸出到控制臺(tái)(通常是一個(gè)象 Dos 窗口)的屏幕上。雖然這些程序看起來象 Dos 程序，但它們是不折不扣的 Win32 程序，如果你在純 Dos 下使用，就會(huì)顯示"The program must run under Windows!"。

一個(gè)控制臺(tái)有三個(gè)句柄:標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤句柄，標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出句柄是可以重新定向的，你可以用匿名管道來代替它，這樣一來，你可以在管道的另一端用別的進(jìn)程來接收或輸入，而控制臺(tái)一方并沒有感到什么不同，就象 Dos 下的 > 或者 < 可以重新定向輸出或輸入一樣。通常控制臺(tái)程序的輸入輸出如下:

(控制臺(tái)進(jìn)程output) write ----> 標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備(一般是屏幕)

(控制臺(tái)進(jìn)程input) read <---- 標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備(一般是鍵盤)

而用管道代替后:

(作為子進(jìn)程的控制臺(tái)進(jìn)程output) write ----> 管道1 ----> read (父進(jìn)程)

(作為子進(jìn)程的控制臺(tái)進(jìn)程input) read <----> 管道2 <---- write (父進(jìn)程)

使用匿名管道的步驟如下:

使用 CreatePipe 建立兩個(gè)管道，得到管道句柄，一個(gè)用來輸入，一個(gè)用來輸出 準(zhǔn)備執(zhí)行控制臺(tái)子進(jìn)程，首先使用 GetStartupInfo 得到 StartupInfo 使用第一個(gè)管道句柄代替 StartupInfo 中的 hStdInput，第二個(gè)代替 hStdOutput、hStdError，即標(biāo)準(zhǔn)輸入、輸出、錯(cuò)誤句柄 使用 CreateProcess 執(zhí)行子進(jìn)程，這樣建立的子進(jìn)程輸入和輸出就被定向到管道中 父進(jìn)程通過 ReadFile 讀第二個(gè)管道來獲得子進(jìn)程的輸出，通過 WriteFile 寫第一個(gè)管道來將輸入寫到子進(jìn)程 父進(jìn)程可以通過 PeekNamedPipe 來查詢子進(jìn)程有沒有輸出 子進(jìn)程結(jié)束后，要通過 CloseHandle 來關(guān)閉兩個(gè)管道。 下面是具體的說明和定義:

1. 建立匿名管道使用 CreatePipe 原形如下:

BOOL CreatePipe(

PHANDLE hReadPipe, // address of variable for read handle

PHANDLE hWritePipe, // address of variable for write handle

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpPipeAttributes, // pointer to security attributes

DWORD nSize // number of bytes reserved for pipe

);

當(dāng)管道建立后，結(jié)構(gòu)中指向的 hReadPipe 和 hWritePipe 可用來讀寫管道，當(dāng)然由于匿名管道是單向的，你只能使用其中的一個(gè)句柄，參數(shù)中的 SECURITY_ATTRIBUTES 的結(jié)構(gòu)必須填寫，定義如下:

typedef struct_SECURITY_ATTRIBUTES{

DWORD nLength: //定義以字節(jié)為單位的此結(jié)構(gòu)的長度

LPVOID lpSecurityDescriptor; //指向控制這個(gè)對(duì)象共享的安全描述符,如果為NULL這個(gè)對(duì)象將被分配一個(gè)缺省的安全描述

BOOL bInheritHandle; //當(dāng)一個(gè)新過程被創(chuàng)建時(shí),定義其返回是否是繼承的.供系統(tǒng)API函數(shù)使用.

}SECURITY_ATTRIBUTES;

2. 填寫創(chuàng)建子進(jìn)程用的 STARTUPINFO 結(jié)構(gòu)，一般我們可以先用 GetStartupInfo 來填寫一個(gè)缺省的結(jié)構(gòu)，然后改動(dòng)我們用得到的地方，它們是:

hStdInput -- 用其中一個(gè)管道的 hWritePipe 代替 hStdOutput、hStdError -- 用另一個(gè)管道的 hReadPipe 代替 dwFlags -- 設(shè)置為 STARTF_USESTDHANDLES or STARTF_USESHOWWINDOW 表示輸入輸出句柄及 wShowWindow 字段有效 wShowWindow -- 設(shè)置為 SW_HIDE，這樣子進(jìn)程執(zhí)行時(shí)不顯示窗口。 填寫好以后，就可以用 CreateProcess 來執(zhí)行子進(jìn)程了，具體有關(guān)執(zhí)行子進(jìn)程的操作可以參考上一篇教程《進(jìn)程控制》

3. 在程序中可以用 PeekNamedPipe 查詢子進(jìn)程有沒有輸出，原形如下:

BOOL PeekNamedPipe(

HANDLE hNamedPipe, // handle to pipe to copy from

LPVOID lpBuffer, // pointer to data buffer

DWORD nBufferSize, // size, in bytes, of data buffer

LPDWORD lpBytesRead, // pointer to number of bytes read

LPDWORD lpTotalBytesAvail, // pointer to total number of bytes available

LPDWORD lpBytesLeftThisMessage // pointer to unread bytes in this message

);

我們可以將嘗試讀取 nBuffersize 大小的數(shù)據(jù)，然后可以通過返回的 BytesRead 得到管道中有多少數(shù)據(jù)，如果不等于零，則表示有數(shù)據(jù)可以讀取。

4. 用 ReadFile 和 WriteFile 來讀寫管道，它們的參數(shù)是完全一樣的，原形如下:

ReadFile or WriteFile(

HANDLE hFile, // handle of file to read 在這里使用管道句柄

LPVOID lpBuffer, // address of buffer that receives data 緩沖區(qū)地址

DWORD nNumberOfBytesToRead, // number of bytes to read 準(zhǔn)備讀寫的字節(jié)數(shù)

LPDWORD lpNumberOfBytesRead, // address of number of bytes read，實(shí)際讀到的或?qū)懭氲淖止?jié)數(shù)

LPOVERLAPPED lpOverlapped // address of structure for data 在這里用 NULL

);

5. 用 CloseHandle 關(guān)閉管道一和管道二的 hReadPipe和 hWritePipe 這四個(gè)句柄。

下面給出了一個(gè)例子程序，這個(gè)程序是上篇教程《進(jìn)程控制》的例子的擴(kuò)充，如果你對(duì)有的 api 感到陌生的話，請(qǐng)先閱讀上一篇教程。