xpipe-無名管道的C++封裝類
無名管道的C++封裝類，用於父子進程進行通信
基礎介紹
unix下一切皆文件，管道也不例外。無名管道pipe定義在<unistd.h>中。
#include <unistd.h>
int pipe(int fd[2]);如:
cout<<fpathconf(fd[0],_PC_PIPE_BUF)<<endl;讀寫管道使用系統函數read和write,如：
write(m_fd[1],content.c_str(),content.length());ssize_t xpipe::send(void *buf, size_t n)
{
return write(m_fd[1], buf, n);
}
ssize_t xpipe::recv(void *buf, size_t nbytes)
{
return read(m_fd[0], buf, nbytes);
}使用中，通信的內容常常爲字符串，上述兩個函數不僅能滿足這個要求，還能傳遞一些簡單結構體消息（稍後在討論），但是每次都要輸入長度。爲簡化開發，我將send和recv重載，作爲特化方法，方便字符串的傳遞。使用方法非常簡單，如：
xpipe x;
x.send("Whose your daddy?");
string rs;
x.recv(rs);關於簡單結構體，需要作個說明，這裏指的是由C++基本類型組合而成的結構體，如：
class child
{
public:
long id;
char name[20];
};注意: string不是基本類型 。傳遞結構體消息示例如下：
xpipe x;
child cc;
cc.id=10;
strcpy(cc.name,"PAYBY");
x.send((child *)&cc,sizeof(child));
/*-------------------------*/
child dd;
x.recv((child *)&dd,sizeof(child)); 通信設計
文件是常見的通信媒介。但對文件的讀寫必須要加上讀寫的角色信息才能體現通信的過程。一個簡單的單向通信包含消息發送方和消息接收方。對管道讀寫時常常有可以看到接收進程（讀進程）關閉寫端口，發送進程（寫進程）關閉讀端口，這樣做是爲了確保信息流向的單一，以免信息從接收進程流向發送進程。對通信而言，這依然不夠直觀。單向的信息流動中，一方僅僅是發送者（senderonly）,另一方僅僅是接收者（receiveronly）。因此，在父子進程通信過程中，給他們指定角色就可以了。
示例代碼如下：
xpipe x;
pid_t pid=fork();
string item="whose your daddy";
if (pid==0)
{//child process
x.receiveronly();
string rs;
x.recv(rs);
//check point
assert(rs==item);
exit(0);
}
else if (pid>0)
{//parent process
int ret;
x.senderonly();
x.send(item);
wait(&ret);
}在示例代碼中父進程被指定爲發送者（x.senderonly();），不能通過`x`管道進行接收信息，子進程被指定爲接收者(x.receiveronly();)，不能通過x管道進行發送信息。要實現父子進程的互相通信。可以在指定另一個管道，將子進程指定爲發送者，父進程指定爲接收者。（見使用示例）
使用示例
父子進程互相通信
xpipe x;
xpipe y;
pid_t pid=fork();
string x_item="whose your daddy?";
string y_item="my father is Ligang!";
if (pid==0)
{//child process
x.receiveronly();
y.senderonly();
string rs;
x.recv(rs);
//check point
assert(rs==x_item);
y.send(y_item);
cout<<"child process:"<<y_item<<endl;
exit(0);
}
else if (pid>0)
{//parent process
int ret;
x.senderonly();
y.receiveronly();
x.send(x_item);
cout<<"parent process:"<<x_item<<endl;
string ts;
y.recv(ts);
assert(ts==y_item);
wait(&ret);
}
預期結果爲：
parent process:whose your daddy?
child process:my father is Ligang!
代碼一覽
頭文件xpipe.h
#ifndef __XPIPEH__
#define __XPIPEH__
#include <unistd.h>
#include <string>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;
/*
無名管道的C++封裝類，用於父子進程進行通信
時間 ：2013年7月15日 20:30:58
郵 箱：[email protected]
*/
class xpipe
{
public:
xpipe();
~xpipe();
///核心方法
ssize_t send(void *buf, size_t n);
ssize_t recv(void *buf, size_t nbytes);
///常用方法特化
void send(const string &content);
void recv(string &content);
//確定通信角色
void senderonly(){DisReadable();}
void receiveronly(){DisWriteable();}
//屬性操作
string role() const;
long Bufsize(long newbufsize=0);
private:
//讀寫關閉操作
void DisReadable();
void DisWriteable();
/* data */
private:
int m_fd[2];
bool m_readable;
bool m_writeable;
long m_bufsize;
char * m_buf;
};
#endifxpipe.cpp
#ifndef __XPIPECPP__
#define __XPIPECPP__
#include "xpipe.h"
xpipe::xpipe()
:m_readable(true),m_writeable(true),m_buf(NULL)
{
int success=pipe(m_fd);
if(success<0)
{
throw puts("create pipe failed!");
}
//檢測系統設置的管道限制大小
m_bufsize=fpathconf(m_fd[0],_PC_PIPE_BUF);
}
xpipe::~xpipe()
{
if(m_readable)
close(m_fd[0]);
if(m_writeable)
close(m_fd[1]);
if(m_buf!=NULL)
delete m_buf;
}
ssize_t xpipe::send(void *buf, size_t n)
{
return write(m_fd[1], buf, n);
}
ssize_t xpipe::recv(void *buf, size_t nbytes)
{
return read(m_fd[0], buf, nbytes);
}
void xpipe::send(const string &content)
{
write(m_fd[1],content.c_str(),content.length());
}
void xpipe::recv(string &content)
{
if (m_buf==NULL)
{//lazy run
m_buf=new char[m_bufsize];
if (m_buf==NULL)
{
throw puts("memory not enough!");
}
}
memset(m_buf,0,m_bufsize);
read(m_fd[0],m_buf,m_bufsize);
content=string(m_buf);
}
//返回當前管道所扮演到角色
string xpipe::role() const
{
if (m_writeable&&m_readable)
{
return "sender and receiver";
}
if (m_writeable)
{
return "sender";
}
if (m_readable)
{
return "receiver";
}
return "none";
}
/*關閉讀端口*/
void xpipe::DisReadable()
{
if(m_readable)
{
close(m_fd[0]);
m_readable=false;
}
}
/*關閉寫端口*/
void xpipe::DisWriteable()
{
if (m_writeable)
{
close(m_fd[1]);
m_writeable=false;
}
}
/*如果輸入大於0：調整緩存區大小，並返回調整後緩存區大小
如果輸入小於等於0，則不設置，只返回緩存區大小
緩存區大小構造時默認設置爲系統對管道的限制大小
默認參數爲0
*/
long xpipe::Bufsize(long newbufsize)
{
//大於0才設置
if (newbufsize>0)
{
m_bufsize=newbufsize;
delete m_buf;
//重新申請緩存區
m_buf=new char[m_bufsize];
if (m_buf==NULL)
{
throw puts("memory not enough!");
}
}
return m_bufsize;
}
#endif測試文件test.cpp
#include <iostream>
#include <assert.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include "xpipe.h"
using namespace std;
/*test Bufszie*/
void test1()
{
xpipe x;
int fd[2];
pipe(fd);
//check point
assert(x.Bufsize()==fpathconf(fd[0],_PC_PIPE_BUF));
x.Bufsize(20);
//check point
assert(x.Bufsize()==20);
}
/*test read/recv*/
/////////////////////////////////////
class childreq
{
public:
long recid;
char billtype[20];
};
void test2()
{
xpipe x;
pid_t pid=fork();
if (pid==0)
{
x.receiveronly();
childreq dd;
x.recv((childreq *)&dd,sizeof(childreq));
//check point
assert(dd.recid==10);
assert(!strcmp(dd.billtype,"PAYBY"));
exit(0);
}
else if (pid>0)
{
x.senderonly();
childreq cc;
cc.recid=10;
strcpy(cc.billtype,"PAYBY");
x.send((childreq *)&cc,sizeof(childreq));
int ret;
wait(&ret);
}
}
/*test read/recv*/
void test3()
{
xpipe x;
pid_t pid=fork();
string item="whose your daddy";
if (pid==0)
{//child process
x.receiveronly();
string rs;
x.recv(rs);
//check point
assert(rs==item);
exit(0);
}
else if (pid>0)
{//parent process
int ret;
x.senderonly();
x.send(item);
wait(&ret);
}
}
/*test role*/
void test4()
{
xpipe x;
assert(x.role()=="sender and receiver");
x.senderonly();
assert(x.role()=="sender");
x.receiveronly();
assert(x.role()=="none");
xpipe y;
y.receiveronly();
assert(y.role()=="receiver");
}
/*test read/recv*/
void test5()
{
xpipe x;
xpipe y;
pid_t pid=fork();
string x_item="whose your daddy?";
string y_item="my father is Ligang!";
if (pid==0)
{//child process
x.receiveronly();
y.senderonly();
string rs;
x.recv(rs);
//check point
assert(rs==x_item);
y.send(y_item);
cout<<"child process:"<<y_item<<endl;
exit(0);
}
else if (pid>0)
{//parent process
int ret;
x.senderonly();
y.receiveronly();
x.send(x_item);
cout<<"parent process:"<<x_item<<endl;
string ts;
y.recv(ts);
assert(ts==y_item);
wait(&ret);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
test1();
test2();
test3();
test4();
test5();
cout<<"pass all the tests"<<endl;
}makefile文件
CXX=g++
all:
$(CXX) -c xpipe.cpp
$(CXX) test.cpp -o test xpipe.o
clean:
rm xpipe.o test有問題，請給我留言，我的0CSDN博客 | 新浪微博 | 個人網站
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