企业官网建设流程全解析

目录

1. 主函数

2. 要执行的任务

3. 创建信道

4. 发送消息

5. 回收管道

创建和销毁进程需要使用系统调用，操作系统分配资源（内存、文件描述符等），开销较大。我们可以提前创建好一些进程，当操作系统需要完成一些任务时可以直接分配，不用再单独一个个创建，减小一部分开销。

内存池：申请的空间往往是大于你要求的，可能你暂时用不到，想用的时候就可以直接用，不用再申请空间。但是这些空间是需要交给用户管理的，我们使用 channel 描述管理进行管道：

class channel//先描述再组织 { public: channel(int fd,pid_t id):ctrlfd(fd),workerid(id) { name = "channel-"+std::to_string(number); } int ctrlfd;//父进程中对应的文件描述符 pid_t workerid;//子进程id std::string name;//管道名 };

1. 主函数

我们创建一个信道集合 channels ，方便统一管理。然后创建信道，父进程发送任务，子进程执行，之后父进程关闭写端回收子进程，回收资源。

int main() { std::vector<channel> channels; //1.创建信道，创建进程 CreateChannels(&channels); //2.父进程，发送任务 const bool g_always_loop = true; //SendCommand(channels,g_always_loop);//一直运行 SendCommand(channels,!g_always_loop,10);//发送10次任务 //3.回收资源 ReleaseChannels(channels); return 0; }

2. 要执行的任务

这里模拟定义了4种任务，我们调用采用随机执行的方法。

#pragma once #include <iostream> #include <functional> #include <vector> #include <unistd.h> //using task_t std::function<void>; typedef std::function<void()> task_t; void Download() { std::cout<<"我是一个下载任务,处理者：" << getpid() << std::endl; } void PrintLog() { std::cout<<"我是一个打印日志任务,处理者：" << getpid() << std::endl; } void PushVideoStream() { std::cout<<"我是一个推送视频任务,处理者：" << getpid() << std::endl; } class Init { public: // 任务集合 std::vector<task_t> tasks; //成员函数可以访问静态成员，静态不能访问非静态 // 任务集合 -- 没用到 const static int g_download_code = 0; const static int g_printLog_code = 1; const static int g_push_video_stream_code = 2; public: Init() { tasks.push_back(Download); tasks.push_back(PrintLog); tasks.push_back(PushVideoStream); srand(time(nullptr)^getpid());//更随机 } bool CheckSafe(int code) { if(code >= 0 && code < 3) return true; else return false; } void RunTask(int code) { tasks[code](); } int SelectTask()//随机选择任务 { return rand()%tasks.size(); } std::string ToDes(int code) { switch (code) { case g_download_code: return "download"; break; case g_printLog_code: return "PrintLog"; break; case g_push_video_stream_code: return "push_video_stream"; break; default: return " "; break; } } }; //静态成员类外定义，或者静态函数中push_back //std::vector<task_t> Init::tasks = {Download, PrintLog, PushVideoStream}; Init init;//定义对象

3. 创建信道

我们这里创建有 5 个子进程的进程池。temp 用来存储父进程打开的所有子进程写端，它的作用可以让每个子进程关闭父进程之前创建的其他子进程读端 fd，即与自己无关的文件描述符，为什么我们在后面回收管道中讲。

然后对于每个子进程我们将标准输入重定向到读端文件，以后子进程读端读数据只需要从fd = 0中 read 读去就行。

最后对每个管道都添加到 channels 进程池中，方便管理。

const int num = 5; static int number = 1; //创建信道，创建进程 void CreateChannels(std::vector<channel>* c) { //bug std::vector<int> temp; for(int i = 0;i<num;i++) { //1.先创建管道 int pipefd[2]; int n = pipe(pipefd);//不能传入pipefd[2],pipefd[2]是一个pipefd数组的第3个值，已经越界. assert(n == 0); //2.创建进程 pid_t id = fork(); assert(id != -1); //3.构建单向通信的信道 //3.1 子进程 子读父写 if(id == 0) { if(!temp.empty())//每个子进程关闭 父进程之前创建的其他子进程读端fd 即与自己无关的文件描述符 { for(auto fd : temp) { close(fd); } PrintFd(temp); } close(pipefd[1]); dup2(pipefd[0],0);//将管道文件 重定向 到 标准输入中, 管道文件就是输入 Work(); exit(0); } //3.2 父进程 关闭读 close(pipefd[0]); //这样并不知道 具体管道 对应 哪个子进程 temp.push_back(pipefd[1]);// //对每个管道命名管理 c->push_back(channel(pipefd[1],id));//push_back只接受一个参数，只有单参数自定义类型才会隐式类型转换 } }

对于 Work() 函数，即子进程执行任务的函数，我们父进程发送一个4字节的整数，判断执行不同的任务。

void Work() { while(true) { int code = 0; //可以直接发送整形，即二进制，也可以显示使用“”发送字符串，再stoi int n = read(0,&code,sizeof(code));//从fd=0中读，每次期望读4个字节, 判断执行什么任务 if(n == sizeof(code))//要读到4个字节 { if (!init.CheckSafe(code)) // code时读到的值，n是读到的个数 continue; init.RunTask(code); // 执行对应任务 } else if(n == 0) { break; } } std::cout << "child quit"<<std::endl; }

关于read，默认是阻塞模式，当写端关闭才会返回0，这里如果父进程退出，曾经为每一个子进程创建的写端描述符就关闭了，read就会返回0，表示读到0字节数据，读到文件结尾，然后自己进程判断后也会关闭，所以我们可以通过主动关闭写端可以控制子进程退出。

4. 发送消息

我们这里选择轮询管道，随机任务。flag = true 用来表示一直发送信息给子进程。

void SendCommand(const std::vector<channel> &c, bool flag, int num = -1)//随机任务，轮询管道使用 { int pos = 0; while(true) { // 1.选择任务 int command = init.SelectTask(); // 2.选择信道 const channel &p = c[pos++];//c是指针时，不是引用，所以c[pos]等价于*(c+pos) 还是vector<channel>类型 pos %= c.size(); //debug std::cout << "send command " << init.ToDes(command) << "[" << command << "]" << " in " << p.name << " worker is: "<< p.workerid << std::endl; // 3.发送任务 write(p.ctrlfd, &command, sizeof(command)); //4.判断是否退出 if(flag == false) { num--; if(num == 0) break; } sleep(1); } std::cout << "send done" << std::endl; }

5. 回收管道

这里讲一下为什么需要使用 std::vector<int> temp 记录一下父进程创建曾经创建的子进程。父进程在创建子进程时，子进程会复制父进程的文件描述符表，所以如果不关闭父进程之前创建的管道文件对应的文件描述符，之后创建的子进程也可以看到之前父进程创建的管道，效果如下图所示：channel1 有 3 个子进程可以写，channel2有两个子进程可以写。

当以这种方式创建多个子进程时，默认情况下父进程按顺序从上到下关闭写端时，read是不返回0的，所以需要先把父进程的管道全部关闭，然后子进程自底向上退出。

void ReleaseChannels(const std::vector<channel> channels) { //verson1:回收资源,想让子进程退出，并且释放管道，只要关闭写端 for(const auto &c:channels) { close(c.ctrlfd); } for(const auto &c:channels) { //构建channel是保存子进程pid就是方便这里回收 //这里阻塞等待，都会被等待到，但实际还是子进程先变成僵尸进程 pid_t rid = waitpid(c.workerid,nullptr,0); if(rid == c.workerid) { std::cout << "wait child " << c.workerid << std::endl; } } } void ReleaseChannels(const std::vector<channel> channels) { //version2: 倒状回收,先关闭最后一个 int num = channels.size()-1; for(;num>=0;num--) { close(channels[num].ctrlfd); waitpid(channels[num].workerid,nullptr,0); } }

我们文章第三部分创建信道时，子进程已经关闭多余的文件描述符，可以直接 version1 顺序释放。如果不关闭多余文件描述符，直接version1 顺序回收，会阻塞。

注意：读写操作都是原子操作，不用担心正在写时数据的一半被读取，当一端操作时另一端必须等待，上一篇文章提到管道大小64kb，也不用担心写数据写不完。

本篇结束！