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进程池的实现与匿名管道通信（task 2）

news 2024/11/8 15:44:29

前言

核心逻辑

先描述

任务执行

初始化

控制子进程

资源退出

设置任务

缺陷

编辑

前言

上文介绍了task1：什么是进程间的通信，什么是管道，如何利用匿名管道进行父子进程的通信。

本文将实现进程池的实现与匿名管道的通信。

核心逻辑


int main()
{LoadTask(&tasks);    srand(time(nullptr)^getpid()^1023); // 种一个随机数种子//1.获得子进程与管道vector<channel> channels;InitProPool(&channels);//2.创建任务，写入数据CtrlSlaver(channels);//3.资源清理QuitProcess(channels);return 0;
}

核心代码为：

1.创建子进程与管道

2.创建任务写入数据

3.资源清理

先描述

对于父子间通信的管道，需要用一个结构去描述管道的属性，以便后续通信


//描述管道属性
class channel
{
public:channel(int cmdfd, pid_t slaverid, string processname):_cmdfd(cmdfd),_slaverid(slaverid),_processname(processname){}public:int _cmdfd;     // 发送任务的文件描述符(后续write发送任务的时候只需要channel对象即可，read已经设置了从0号文件读)pid_t _slaverid;     // 子进程IDstring _processname;     // 子进程名称
};      //结构与类后面需要加分好：；

任务执行


void slaver()
{while (true){int cmdcode = 0;int ret = read(0, &cmdcode, sizeof(cmdcode));   //ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);if (ret == 4){std::cout <<"slaver say@ get a command: "<< getpid() << " : cmdcode: " <<  cmdcode << std::endl;if(cmdcode >= 0 && cmdcode < tasks.size()) tasks[cmdcode]();    //tasks内部数据是函数指针}else if (ret == 0)break;  //跳出循环}
}

初始化


// 输入：const &
// 输出：*
// 输入输出：&void InitProPool(vector<channel>* channels)
{// version 2: 确保每一个子进程都只有一个写端std::vector<int> oldfds;for (int i = 0; i < tasks_num; i++){//创建管道int pipefd[2] = {0};int ret = pipe(pipefd);if (ret < 0) return;//创建子进程pid_t id = fork();/*当父进程调用fork()时，以下步骤会发生：操作系统创建一个新的进程，这个新进程称为子进程。子进程获得父进程的代码段、数据段、堆、栈等资源的副本（注意是副本，但是这些资源在物理内存中是共享的，直到任一进程尝试写入时发生写时复制）。fork()在父进程中返回子进程的进程ID，在子进程中返回0。也就是说子进程会获得副本中的数据，同时执行fork下面的if（ret == 0）内部的代码。*/if (id == 0)     //子进程{std::cout << "child: " << getpid() << " close history fd: ";for(auto fd : oldfds) {          //oldfds存放的是写端，子文件需要关闭！所有的！写端std::cout << fd << " ";close(fd);}std::cout << "\n";close(pipefd[1]);dup2(pipefd[0], 0);  // 0:标准输入close(pipefd[0]);slaver();std::cout << "process : " << getpid() << " quit" << std::endl;exit(0);}//父进程oldfds.push_back(pipefd[1]);    //父进程开辟出写端之后，将写端push_backclose(pipefd[0]);std::string name = "process-" + std::to_string(i);channels->push_back(channel(pipefd[1], id, name));  //匿名对象传参  //一定要在父进程去初始化channel对象，因为channel对象需要子进程的pidsleep(1);   }
}

本阶段着重完成：1.创建管道 2.创建子进程 3.子进程调用读接口，在read处阻塞等待4.子进程创建结束之后初始化管道

控制子进程

void Menu()
{std::cout << "################################################" << std::endl;std::cout << "# 1. 刷新日志             2. 刷新出来野怪        #" << std::endl;std::cout << "# 3. 检测软件是否更新      4. 更新用的血量和蓝量  #" << std::endl;std::cout << "#                         0. 退出               #" << std::endl;std::cout << "#################################################" << std::endl;
}void CtrlSlaver(const std::vector<channel> &channels)
{int which = 0;while (true){//选择任务int select = 0; Menu();std::cout << "Please Enter@ ";std::cin >> select;if(select <= 0 || select >= 5) break;int cmdcode = select - 1;//选择进程：1.轮询 2.随机    // int processpos = rand()%channels.size();std::cout << "father say: " << " cmdcode: " <<cmdcode << " already sendto " << channels[which]._slaverid << " process name: " << channels[which]._processname<< std::endl;// 3. 发送任务write(channels[which]._cmdfd, &cmdcode, sizeof(cmdcode));   //一旦写入之后，被阻塞的子进程尝试启动  //每一个子进程都一个写端的wfdwhich++;which %= channels.size();}
}

核心逻辑：1.选择任务 2.选择子进程 3.发送任务

资源退出


void QuitProcess(const std::vector<channel> &channels)
{for(const auto &c : channels){     //close与wait一起进行。但是在子进程中，需要close（oldWfds）close(c._cmdfd);waitpid(c._slaverid, nullptr, 0);}// version1 // int last = channels.size()-1;// for(int i = last; i >= 0; i--)       //倒着进行// {//     close(channels[i]._cmdfd);//     waitpid(channels[i]._slaverid, nullptr, 0);// }// for(const auto &c : channels) close(c._cmdfd);   //先close再wait// // sleep(5);// for(const auto &c : channels) waitpid(c._slaverid, nullptr, 0);// // sleep(5);
}

设置任务

using namespace std;typedef void(*task_t)();void task1()
{std::cout << "lol 刷新日志" << std::endl;
}
void task2()
{std::cout << "lol 更新野区，刷新出来野怪" << std::endl;
}
void task3()
{std::cout << "lol 检测软件是否更新,如果需要，就提示用户" << std::endl;
}
void task4()
{std::cout << "lol 用户释放技能，更新用的血量和蓝量" << std::endl;
}void LoadTask(std::vector<task_t> *tasks)
{tasks->push_back(task1);    //函数名就是函数指针tasks->push_back(task2);tasks->push_back(task3);tasks->push_back(task4);
}

定义一个函数指针类型。用vector存储函数，用下表就可以访问函数。