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示例代码
头文件(comm.hpp)
log.hpp
基础版 -- 服务端
代码
运行情况
加入客户端
代码
运行情况
两端进行通信
客户端
代码
注意点
服务端
代码
两端运行情况
共享内存特点
拷贝次数少
管道的拷贝次数
共享内存的拷贝次数
没有访问控制
管道
共享…目录
示例代码
头文件(comm.hpp)
log.hpp
基础版 -- 服务端
代码
运行情况
加入客户端
代码
运行情况
两端进行通信
客户端
代码
注意点
服务端
代码
两端运行情况
共享内存特点
拷贝次数少
管道的拷贝次数
共享内存的拷贝次数
没有访问控制
管道
共享内存
并发问题
添加访问控制(通过管道)
代码
头文件
服务端
客户端
运行情况 我们已经介绍了共享内存多个接口的使用,接下来就开始实际调用一下吧
示例代码 头文件(comm.hpp) #ifndef COMM_H
#define COMM_H#include iostream
#include cstring
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include string
#include fcntl.h
#include sys/wait.h
#include unistd.h
#include sys/ipc.h
#include sys/shm.h
#include log.hpp
#include assert.husing namespace std;#define PATH_NAME /home/mufeng
#define PROJ_ID 0x1234
#define SUM_SIZE 4096#endif log.hpp 我们将不同的报错信息分成4种等级 #pragma once#include iostream
#include string
#include time.husing namespace std;#define debug 0
#define notice 1
#define warning 2
#define error 3const string msg[]{debug, notice, warning, error};ostream log(string message, int level)
{cout | (unsigned)time(nullptr) | message | msg[level] |;return cout;
} 基础版 -- 服务端 代码 注意我们使用assert来确保调用成功,并且成功后就进行日志打印 #includecomm.hppint main(){key_t key ftok(PATH_NAME, PROJ_ID);assert(key ! -1);(void)key;log(key created success, debug) , key : key endl;int shmid shmget(key, SUM_SIZE, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);assert(shmid ! -1);(void)shmid;log(shm created success, debug) , shmid : shmid endl;sleep(3);char *addres (char *)shmat(shmid, nullptr, 0);log(process link success, debug) endl;sleep(3);int ret shmdt(addres);assert(ret ! -1);(void)ret;log(process unlink success, debug) endl;sleep(3);ret shmctl(shmid, IPC_RMID, nullptr);assert(ret ! -1);(void)ret;log(shm unlink success, debug) endl;sleep(3);return 0;
} 运行情况 监控共享内存的使用情况(while :;do ipcs -m ;sleep 1;done): 连接数从0 - 1解除连接后,连接数从1 - 0删除后,共享内存块消失 加入客户端 代码 相似的操作 但我们的客户端不需要创建新的共享内存,而是使用服务端使用的那个: int main()
{key_t key ftok(PATH_NAME, PROJ_ID);if (key 0){log(key created failed, error) , client key : key endl;}int shmid shmget(key, SUM_SIZE, 0);if (shmid 0){log(shmid created failed, error) , client shmid : shmid endl;}char *addres (char *)shmat(shmid, nullptr, 0);if (addres nullptr){log(process link failed, error) endl;}sleep(3);int ret shmdt(addres);if (ret 0){log(process unlink failed, error) endl;}sleep(3);//这里不需要删除服务端会将这块内存释放掉return 0;
} 运行情况 连接数从0 - 1 - 2 - 1 - 0: 两端进行通信
客户端 客户端一般是发送内容给服务端这里我们将从标准输入(也就是键盘)读入的内容,写入到addres中如果读到了quit,就退出 代码 //通信while(true){ssize_t sizeread(0,addres,SUM_SIZE-1);if(size0){addres[size-1]0;if(strcmp(addres,quit)0){break;}}} 注意点 我们在输入时,实际上会将按的回车也读入但我们判断的是quit,它不包括换行符所以需要将addres从读入的那个换行符开始,设置为0 服务端
从addres中读取数据这里我们直接将内容打印如果读到了quit,就退出 代码 while (true){if (strcmp(addres, quit) 0){break;}cout addres endl;sleep(2);} 两端运行情况 共享内存特点
这里我们使用命名管道作为对比的例子,之后会使用管道来完善共享内存
拷贝次数少
管道的拷贝次数 通过管道通信 -- 也就是创建两个文件作为管道的读端和写端当写入的时候,我们通过键盘输入,输入的数据先被拷贝到我们自己设定的缓冲区(也就是定义的数组)中,然后再被传输到管道文件中读出也是一样,先要从管道文件到设定的缓冲区,再打印出来,而打印也就是将数据传输到显示器上所以至少需要四次拷贝 共享内存的拷贝次数 共享内存是直接在物理内存上开辟一块空间,然后映射到需要进行通信的进程的地址空间中写入的时候,输入的内容实际上是直接写入到共享内存中的,不需要经过自定义的缓冲区打印也同样,直接从共享内存中读出,然后显示到显示器上所以只需要两次 没有访问控制
管道 前面已经操作过了,管道文件只有当双方同时打开时,才会开始通信,否则会阻塞写满 / 没有写,另一方会等待,而不是一直在读 共享内存 没有任何的控制从前面的操作可以看到,其中一方的运行不需要依赖另一方只要写完一句,就直接会被读走即使没有写,也会一直读 这样就会导致并发问题 并发问题 可能要传递的信息是很长的,但可能中途就会被服务端读走这样它就拿不到完整的数据,可能就会导致无法执行相应的操作 添加访问控制(通过管道)
因为管道是有访问控制的,所以可以借助管道,让共享内存也具有访问控制
代码 头文件 // 加入访问控制(通过管道来传递信号,接收到信号才进行读取)#define FIFO_PATH ./fifo
#define READ O_RDONLY
#define WRITE O_WRONLY | O_TRUNCclass Init //让管道文件具有类的特性,出作用域自动释放
{
public:Init(){umask(0);int ret mkfifo(FIFO_PATH, 0666);assert(ret 0);(void)ret;log(fifo created success, notice) endl;}~Init(){unlink(FIFO_PATH);log(fifo removed success, notice) endl;}
};void wait_signal(int fd) //读取指定文件内容作为信号
{uint32_t signal 0;log(waiting ..., notice) endl;ssize_t size read(fd, signal, sizeof signal);assert(size sizeof(uint32_t));(void)size;
}
void send_signal(int fd) //向指定文件写入signal
{uint32_t signal 1;ssize_t size write(fd, signal, sizeof signal);assert(size sizeof(uint32_t));(void)size;log(being awakened ..., notice) endl;
}int open_fifo(string path, int flags) //以指定方式打开创建好的管道文件
{int fd open(path.c_str(), flags);assert(fd 0);return fd;
}
void close_fifo(int fd)
{close(fd);
} 服务端 创建管道文件等待客户端的信号(也就是等待管道文件中出现内容时)被唤醒后打印addres中的内容 //通信
// 添加访问控制Init init; // 创建管道文件int fd open_fifo(FIFO_PATH, READ);while (true){wait_signal(fd); // 等待唤醒if (strcmp(addres, quit) 0){break;}cout addres endl;}close_fifo(fd); // 通信结束 客户端 打开创建好的管道文件读取键盘输入内容,存入addres中成功输入时,向服务端发送信号(也就是向管道写入数据) // 添加访问控制int fd open_fifo(FIFO_PATH, WRITE);while (true){ssize_t size read(0, addres, SUM_SIZE - 1);if (size 0){addres[size - 1] 0; //处理回车符send_signal(fd);if (strcmp(addres, quit) 0){break;}}} 运行情况 只有一方时,阻塞在管道文件打开的位置: 当客户端接入后: 发送信息时,会将信号和数据都传递给对方: 退出:
