进程共享技术-管道

分手后的思念是犯贱 2022-07-18 00:14 124阅读 0赞

进程通信：一个进程不能读写另一个进程的内存，所以这儿要使用进程通信。

操作系统中，一个进程不能读写（访问）另一个进程的内存空间，进程的内存空间使用是各自独立的。但C语言有个特点，即C语言可以把所有的设备都当做一个“文件”来操作。C语言可以把一片内存空间当作一个设备，即文件来操作，这时别的进程也可以读取这片内存空间，从而达到数据共享，进程通信的目底。

进程通信有下图所示的几种方式：

![Center][]

下面代码实现了多线程的管道通信：

客户端随生成二个随机数，连接到管道并把随机数发给服务器，服务从管道中获得数据计算好后把结果返还给客户端，而服务器端开了多线程可以提供多任务处理功能，客户端的代码如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include<stdio.h>
    #include<Windows.h>
    #include<time.h>
    #define SIZE 4096	//管道大小
    char pipename[128] = "\\\\.\\pipe\\test";		//以设备命名，注意命名书写方式  管道分匿名和命名管道
    HANDLE m_pipe = NULL;	//命名管道的句柄	
    
    int a;
    int b;
    
    //生成二个随机数，在云端计算
    void run()
    {
    	time_t ts;
    	unsigned int num = time(&ts);
    	srand(num);
    	a = rand() % 1000;
    	b = rand() % 1000;
    
    }
    
    void main()
    {
    	printf("连接服务器...\n");
    	m_pipe = CreateFileA(pipename,//名称
    		GENERIC_WRITE | GENERIC_READ,		//读写
    		0,		//1:不共享属性 0：共享，并发
    		NULL,		//默认安全属性
    		OPEN_EXISTING,		//打开已经存在的
    		FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
    		NULL);
    
    	if (m_pipe == INVALID_HANDLE_VALUE)
    	{
    		printf("打开失败！\n");
    		return;
    	}
    	int nwrite = 0;
    	int nread = 0;
    	run();
    	char winfo[1024] = { 0 };
    	sprintf(winfo, "%d %d", a, b);		//打印数据进去
    	WriteFile(m_pipe, winfo, strlen(winfo), &nwrite, NULL);//	写入
    	
    	//因为又要读出，所以把这片区域清零
    	memset(winfo, 0, sizeof(winfo));	
    	ReadFile(m_pipe,winfo,1024,&nread, NULL);
    
    	int res;
    	sscanf(winfo, "%d", &res);	//从字符串中扫描出来数据
    	printf("\n%d+%d=%d\n", a, b, res);
    
    	system("pause");
    }

下面是服务器端，服务器从管道中获取客户写入的数据，计算出结果后再写入管道，因为服务器开了多线程，所以可以同时处理多个客户端的请求，这也是云计算的模型，这个也可以称为云端服务器。

/*
    	一个客户请求我们就创建一个线程进行响应。
    	如果总是阻塞就没办发实现并发处理多客户请求。
    	所以我们这儿就使用多线程来处理。
    */
    #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include<stdio.h>
    #include<Windows.h>
    
    #define SIZE 4096	//管道大小
    #define MAX_CONNECT 128		//最大的链接
    int startthreadnum = 10;	//一开始开辟10个线程
    char pipename[128] = "\\\\.\\pipe\\test";		//以设备命名，注意命名书写方式  管道分匿名和命名管道
    
    
    typedef struct info
    {
    	int id;
    	HANDLE hthread;		//线程
    	HANDLE hpipe;		//管道，一个线程必须要有一个管道
    	HANDLE hevent;		//需要使用消息机制，发一条消息
    }PIPE_ST;
    PIPE_ST pipeist[MAX_CONNECT];	//128个结构体，即最大128个线程
    
    //线程
    DWORD WINAPI severThread(void *p)
    {
    	
    	DWORD nread = 0;
    	DWORD nwrite = 0;
    	DWORD dwbyte = 0;	//
    	char szbuf[SIZE] = { 0 };
    	PIPE_ST curpipe = *(PIPE_ST*)p;		//获取当前结构体
    	OVERLAPPED overlap = {0,0,0,0,curpipe.hevent};		//初始化结构体
    	
    	//处理数据
    	while (1)
    	{
    		memset(szbuf, 0, sizeof(szbuf));
    		ConnectNamedPipe(curpipe.hpipe, &overlap);		//链接管道，把信息写到结构体
    		WaitForSingleObject(curpipe.hevent, INFINITE);		//等待事件
    		printf("%d:线程开始处理...\n",curpipe.id);
    		//需要做二个判断 1:什么时间跳出循环
    		//检测 I/0，如果完成就跳出
    		if (!GetOverlappedResult(curpipe.hpipe, &overlap, &dwbyte, TRUE))	
    		{
    			break;
    		}
    		if (!ReadFile(curpipe.hpipe, szbuf, SIZE, &nread, NULL))
    		{
    			puts("read fail");
    			break;
    		}
    		int a, b;
    		sscanf(szbuf, "%d %d", &a, &b);
    		memset(szbuf, 0, sizeof(szbuf));		//清零
    		sprintf(szbuf, "%d", a + b);	//打印到szbuf中
    		WriteFile(curpipe.hpipe,szbuf,strlen(szbuf),&nread,NULL);		//写回管道中
    
    		//写完后要断开链接
    		DisconnectNamedPipe(curpipe.hpipe);
    	}
    
    	return 0;
    }
    
    //开启服务,这些线程是一产次性开完？还是等到客户端有链接才会开？
    void start()
    {
    	for (int i = 0; i < startthreadnum; i++)
    	{
    		//创建管道
    		pipeist[i].hpipe = CreateNamedPipeA(
    			pipename,//管道名称
    			PIPE_ACCESS_DUPLEX|FILE_FLAG_OVERLAPPED,		//管道读写属性
    			PIPE_TYPE_BYTE | PIPE_READMODE_BYTE | PIPE_WAIT,		//消息模式，读模式，等待模式阻塞
    			startthreadnum,		//先开10
    			0,		//输出缓冲区大小，为 0 实时生效
    			0,		//输入缓冲区大小 为 0 实时生效
    			3000,			//超时，3秒等待
    			NULL);		//安全
    		pipeist[i].id = i;
    		if (pipeist[i].hpipe == INVALID_HANDLE_VALUE)
    		{
    			printf("%d 创建失败！\n",i);
    			return;
    		}
    
    		printf("%d 线程运行......\n", i);
    
    		//创建事件  处理完了就释放等待下个 线程
    		pipeist[i].hevent = CreateEventA(NULL, FALSE, FALSE, FALSE);	
    
    		//创建线程
    		pipeist[i].hthread = CreateThread(NULL, 0, severThread, &pipeist[i], 0, NULL);
    				
    	}
    
    	printf("sever start...\n");
    }
    
    //结束服务
    void end()
    {
    
    }
    
    void main()
    {
    	start();
    
    	system("pause");
    }

下面提供一个压力测试的代码：

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<Windows.h>
    
    void main()
    {
    	//system() 不行，不能异步。
    	while (1)
    	{
    		for (int i = 0; i < 100; i++)
    		{
    			
    			//system("I:\\fudan\\C\\Library\\黑马\\CGI\\管道SERVER\\Debug\\客户端.exe");
    			//ShellExecute的功能是运行一个外部程序（或者是打开一个已注册的文件、打开一个目录、打印一个文件等等
    			ShellExecuteA(NULL,
    				"open",	//指定动作, 譬如: open、runas、print、edit、explore、find
    				"I:\\fudan\\C\\Library\\黑马\\CGI\\管道SERVER\\Debug\\客户端.exe",	//指定要打开的文件或程序
    				NULL,	//给要打开的程序指定参数; 如果打开的是文件这里应该是 nil
    				NULL,
    				1	//打开选项，即是隐藏、最小化、最大化还是用最近的大小和位置显示, 激活  
    				);
    		}
    		Sleep(5000);
    		
    	}	
    }

[Center]: /images/20220717/759d6b67f4144303863afbd442bfaba6.png