c++ - 如何通过管道 C++ 发送结构

Question

我对用 C++ 编写非常陌生，并且正在研究使用管道在进程之间进行通信。我写了一个非常简单的程序，当我发送字符串或整数时它可以工作，但是当我尝试发送一个结构(在这种情况下是消息)时，当我尝试在另一端读取它时，我得到 null 。有没有人对此有一些见解可以分享？感谢您的宝贵时间。

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define BUFFER_LEN sizeof(message)

using namespace std;

struct message{
    int from;
    string msg;
};

void childCode(int *pipeOUT, int *pipeIN, message buffer){
                                    // Local Buffer for input from pipeIN
    cout << "Child: Sending Message"<< endl;

    buffer.msg = "Child:I am the child!!";
    write(pipeOUT[1],(char*) &buffer, BUFFER_LEN);  // Test Child -> Parent comms
    cout << "Child: Message Sent"<<endl;

    read(pipeIN[0],(char*) &buffer,BUFFER_LEN);                     // Test Child <- Parent comms
    cout << "Child: Recieved: "<< buffer.msg << endl;


    cout << "Child Exiting..."<< endl;
    exit(0);                                                    // Child process End
}


int main(int argCount, char** argVector){
    pid_t pid;

    int childPipeIN[2];
    int childPipeOUT[2];
    message buffer;                         // Buffer for reading from pipe

    // Make Parent <- Child pipe
    int ret = pipe(childPipeIN);

    if (ret == -1){
        perror("There was an error creating the childPipeIN. Exiting...");
        exit(1);
    }

    // Make Parent -> Child pipe
    ret = pipe(childPipeOUT);

    if (ret == -1){
        perror("There was an error creating the childPipeOUT. Exiting...");
        exit(1);
    }


    // Fork off Child
    pid = fork();

    if (pid == -1){
        perror("There has been an issue forking off the child. Exiting...");
        exit(1);
    }

    if  (pid == 0){ // Child code

        cout << "Child PID = " << getpid() << endl; 
        childCode(childPipeIN,childPipeOUT,buffer);
    }

    else{ // Parent Code

        cout << "Parent PID = " << getpid() << endl;

        // Test Parent <- Child comms
        read(childPipeIN[0], (char*) &buffer, BUFFER_LEN);

        cout << "Parent: I recieved this from the child...\n" << buffer.msg << endl;

        buffer.msg = "Parent: Got you message!";

        // Test Parent -> Child comms
        write(childPipeOUT[1], (char*) &buffer, BUFFER_LEN);

        wait(null);
        cout << "Parent: Children are done. Exiting..." << endl;
    }

    exit(0);
}

Answer 1

是的。我投票关闭。然后我更仔细地阅读了 Dupe 并意识到它没有很好地解释问题或解决方案，并且该解决方案并不真正符合 OP 的意图。

问题:

一个人不会简单地将 std::string 写入管道。 std::string 不是一个微不足道的数据。那里有不 sleep 的指针。

想想看，将 std::string 写入任何东西都是非常危险的。包括另一个 std::string。我不会，不能用文件。这个 smurf 很难押韵，所以我不会再继续讲苏斯博士了。

对于另一个进程，引用包含 string 数据的存储的指针，允许 string 调整大小的魔法，可能毫无意义，并且如果它确实意味着什么，你可以打赌它不是你想要弄乱的东西，因为它肯定不是 string 的数据。

即使在另一个 std::string 的同一进程中，这两个字符串也不能和平共存并指向同一内存。当超出范围、调整大小或执行几乎任何其他会改变 string 的操作时，就会发生错误。

不相信我？检查 BUFFER_LEN。无论您的消息有多大，BUFFER_LEN 都不会改变。

这适用于您想要写入的所有内容，而不是简单的数据 block 。整数，写掉。整数结构和固定大小的字符数组，写掉。 std::vector?没有这样的运气。您可以编写 std::vector::data 当且仅当它包含的任何内容都是微不足道的。

std::is_pod may help you decide what you can and cannot read and write the easy way.

解决方案:

Serialize the data.建立定义数据格式的通信协议(protocol)，然后使用该协议(protocol)作为您读写代码的基础。

移动 string 的典型解决方案是 null 终止缓冲区，就像在 C 的美好时光一样，并将 string 的大小添加到string 就像 Pascal 的美好时光。

我喜欢 Pascal 方法，因为它允许您提前调整接收器缓冲区的大小。对于空终止，您必须玩几十轮 Getta 字节来寻找空终止符，并希望您的缓冲区足够大，或者将丑陋与缓冲区大小调整带来的动态分配和复制结合起来。

写作几乎就是您现在正在做的事情，但是逐个结构成员。在上面的例子中

1. 将message.from写入管道。
2. 将message.msg的长度写入管道。
3. 将message.msg.data()写入管道。

两个注意事项:

1. Watch your endian!牢固地建立协议(protocol)使用的字节顺序。如果 native 字节序与协议(protocol)字节序不匹配，则可能需要进行一些位移以重新定向消息。
2. 一个人的 int 可能是另一个人的 long 的大小，所以使用 fixed width integers .

读取有点复杂，因为对读取的单个调用将返回最多 请求的长度。获取所需的所有数据可能需要多次读取，因此您需要一个循环函数，直到所有数据到达或由于管道、文件、套接字等关闭而无法到达。

1. 循环读取，直到所有 message.from 都到达。
2. 循环读取，直到到达 message.msg 的所有长度。
3. 使用 message.msg.resize(length) 调整 message.msg 的大小以保存消息。
4. 循环读取直到所有message.msg 都到达。您可以将消息直接读入 message.msg.data()。