个人网站备案备注写什么,wordpress回复显示插件,优质高职院校建设网站,石家庄网站关键词文章目录 使用管道实现一个简易版本的进程池流程图代码makefileTask.hppProcessPool.cc 程序流程#xff1a; 使用管道实现一个简易版本的进程池
流程图 代码
makefile
ProcessPool:ProcessPool.ccg -o $ $^ -g -stdc11
.PHONY:clean
clean:rm -f ProcessPoolTask.hpp
#pr… 文章目录 使用管道实现一个简易版本的进程池流程图代码makefileTask.hppProcessPool.cc 程序流程 使用管道实现一个简易版本的进程池
流程图 代码
makefile
ProcessPool:ProcessPool.ccg -o $ $^ -g -stdc11
.PHONY:clean
clean:rm -f ProcessPoolTask.hpp
#pragma once#include iostream
#include vectortypedef void (*task_t)(); //定义了一个函数指针类型task_t它指向返回类型为void且不接受任何参数的函数。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::vectortask_t *tasks) // 该函数接受一个指向std::vectortask_t的指针并将其作为参数
{tasks-push_back(task1); //将task1函数的地址添加到向量中。tasks-push_back(task2);tasks-push_back(task3);tasks-push_back(task4);
}ProcessPool.cc
#include Task.hpp // 包含任务相关的头文件
#include string
#include vector
#include cstdlib
#include ctime
#include cassert
#include unistd.h
#include sys/stat.h
#include sys/wait.hconst int processnum 10; // 设定进程池大小为10
std::vectortask_t tasks; // 存储任务的向量// 定义channel类用于管理进程间通信
class channel
{
public:channel(int cmdfd, int slaverid, const std::string processname):_cmdfd(cmdfd), _slaverid(slaverid), _processname(processname){}
public:int _cmdfd; // 用于向子进程发送命令的文件描述符pid_t _slaverid; // 子进程IDstd::string _processname; // 子进程名称用于日志显示
};// 子进程执行的函数
void slaver()
{while(true){int cmdcode 0;// 从标准输入(被重定向到管道)读取命令int n read(0, cmdcode, sizeof(int)); if(n sizeof(int)){std::cout slaver say get a command: getpid() : cmdcode: cmdcode std::endl;// 执行对应的任务if(cmdcode 0 cmdcode tasks.size()) tasks[cmdcode]();}if(n 0) break; // 管道关闭时退出}
}// 初始化进程池
void InitProcessPool(std::vectorchannel *channels)
{std::vectorint oldfds; // 存储历史文件描述符for(int i 0; i processnum; i){int pipefd[2];int n pipe(pipefd); // 创建管道assert(!n);(void)n;pid_t id fork(); // 创建子进程if(id 0) // 子进程{// 关闭历史文件描述符std::cout child: getpid() close history fd: ;for(auto fd : oldfds) {std::cout fd ; // 打印当前文件描述符的值用于显示子进程正在关闭哪些文件描述符。close(fd); // 关闭文件描述符}std::cout \n;close(pipefd[1]); // 关闭写端dup2(pipefd[0], 0); // 将管道读端重定向到标准输入close(pipefd[0]); //关闭读端slaver(); // 执行子进程任务std::cout process : getpid() quit std::endl;exit(0);}// 父进程close(pipefd[0]); // 关闭读端// 创建新的channel并添加到channels中std::string name process- std::to_string(i);channels-push_back(channel(pipefd[1], id, name));oldfds.push_back(pipefd[1]);sleep(1);}
}// 打印调试信息
void Debug(const std::vectorchannel channels)
{for(const auto c :channels){std::cout c._cmdfd c._slaverid c._processname std::endl;}
}// 显示菜单
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;
}// 控制子进程执行任务
void ctrlSlaver(const std::vectorchannel channels)
{int which 0;while(true){int select 0;Menu();std::cout Please Enter ;std::cin select;if(select 0 || select 5) break;int cmdcode select - 1;// 轮询方式分配任务给子进程std::cout father say: cmdcode: cmdcode already sendto channels[which]._slaverid process name: channels[which]._processname std::endl;write(channels[which]._cmdfd, cmdcode, sizeof(cmdcode));which;which % channels.size();}
}// 清理进程池
void QuitProcess(const std::vectorchannel channels)
{for(const auto c : channels){close(c._cmdfd); // 关闭所有管道waitpid(c._slaverid, nullptr, 0); // 等待所有子进程结束}
}int main()
{LoadTask(tasks); // 加载任务列表srand(time(nullptr)^getpid()^1023); // 初始化随机数种子std::vectorchannel channels; //InitProcessPool(channels); // 初始化进程池ctrlSlaver(channels); // 控制子进程执行任务QuitProcess(channels); // 清理进程池return 0;
}程序流程
1.main函数首先调用LoadTask(tasks)将task1到task4四个任务的函数地址存入全局tasks向量。
2.srand(time(nullptr)^getpid()^1023); 初始化随机数种子
3.std::vectorchannel channels;这行代码的作用是定义一个名为 channels 的向量std::vector用于存储 channel 类型的对象。它的主要作用是管理多个 channel 对象每个 channel 对象代表一个子进程的通信通道。 每个 channel 对象包含以下信息 _cmdfd用于向子进程发送命令的文件描述符管道写端。 _slaverid子进程的进程IDPID。 _processname子进程的名称用于日志和调试。 channels 向量存储了所有子进程的通信信息父进程可以通过它管理所有子进程。
4.InitProcessPool(channels); 初始化进程池
// 初始化进程池
void InitProcessPool(std::vectorchannel *channels)
{std::vectorint oldfds; // 存储历史文件描述符for(int i 0; i processnum; i){int pipefd[2];int n pipe(pipefd); // 创建管道assert(!n);(void)n;pid_t id fork(); // 创建子进程if(id 0) // 子进程{// 关闭历史文件描述符std::cout child: getpid() close history fd: ;for(auto fd : oldfds) {std::cout fd ;close(fd);}std::cout \n;close(pipefd[1]); // 关闭写端dup2(pipefd[0], 0); // 将管道读端重定向到标准输入close(pipefd[0]); //关闭读端slaver(); // 执行子进程任务std::cout process : getpid() quit std::endl;exit(0);}// 父进程close(pipefd[0]); // 关闭读端// 创建新的channel并添加到channels中std::string name process- std::to_string(i);channels-push_back(channel(pipefd[1], id, name));oldfds.push_back(pipefd[1]);sleep(1);}
}5.std::vectorint oldfds; 的作用是存储父进程中已经创建的管道的写端文件描述符pipefd[1]。它的主要目的是在创建新的子进程时确保子进程能够关闭不需要的文件描述符避免资源泄露和潜在的问题。 为什么需要 oldfds 文件描述符的继承 当父进程通过 fork() 创建子进程时子进程会继承父进程的所有打开的文件描述符。 如果父进程创建了多个管道每个子进程对应一个管道那么每个子进程都会继承所有管道的文件描述符即使这些管道是用于其他子进程的。 资源泄露问题 如果子进程不关闭不需要的文件描述符这些文件描述符会一直保持打开状态导致资源泄露。 例如假设父进程创建了 10 个子进程每个子进程都会继承 10 个管道的文件描述符但实际上每个子进程只需要一个管道的读端文件描述符。 避免干扰 如果子进程不关闭不需要的文件描述符可能会导致意外的行为。例如某个子进程可能会错误地读取其他子进程的管道数据。 6.for(int i 0; i processnum; i)循环 processnum10 次每次创建一个子进程和一个管道。
7.int pipefd[2];
pipefd 是一个长度为 2 的整型数组用于存储管道的两个文件描述符
pipefd[0]管道的 读端文件描述符用于从管道中读取数据。pipefd[1]管道的 写端文件描述符用于向管道中写入数据。
8.int n pipe(pipefd);
调用 pipe 系统函数来创建一个管道并将结果存储在变量 n 中。 1. pipe 系统函数的作用 pipe 是一个系统调用用于创建一个管道。管道的本质是一个内核缓冲区用于在两个进程之间传递数据。管道有两个端点 读端用于从管道中读取数据。写端用于向管道中写入数据。 pipe 函数的原型如下 int pipe(int pipefd[2]);2. 参数 pipefd[2] pipefd 是一个长度为 2 的整型数组用于存储管道的两个文件描述符 pipefd[0]管道的 读端文件描述符用于从管道中读取数据。pipefd[1]管道的 写端文件描述符用于向管道中写入数据。 3. 返回值 n 如果 pipe 调用成功返回 0。如果 pipe 调用失败返回 -1并设置 errno 表示错误原因。 4. 代码解析 int n pipe(pipefd);pipe(pipefd)调用 pipe 函数创建管道。n存储 pipe 函数的返回值用于检查管道是否创建成功。 9.assert(!n);(void)n;
assert(!n)确保管道创建成功。如果 pipe 调用失败程序会终止。(void)n忽略未使用的变量警告。
10.pid_t id fork(); 创建子进程
if(id 0) // 子进程
{// 关闭历史文件描述符std::cout child: getpid() close history fd: ;for(auto fd : oldfds) {std::cout fd ;close(fd);}std::cout \n;close(pipefd[1]); // 关闭写端dup2(pipefd[0], 0); // 将管道读端重定向到标准输入close(pipefd[0]); //关闭读端slaver(); // 执行子进程任务std::cout process : getpid() quit std::endl;exit(0);
}11.在子进程中id 为 0。
12.std::cout child: getpid() close history fd: ;
打印当前子进程的PID用于区分不同子进程 close history fd: 说明接下来要关闭的文件描述符 for(auto fd : oldfds) {std::cout fd ;// 打印当前文件描述符的值用于显示子进程正在关闭哪些文件描述符。close(fd);// 关闭文件描述符
}在子进程中遍历 oldfds 向量关闭所有不需要的文件描述符。
具体来说它的目的是确保子进程只保留与自己相关的文件描述符关闭其他无关的文件描述符从而避免资源泄露和潜在的问题。 close(pipefd[1]); // 子进程关闭写端因为子进程只需要读取命令
dup2(pipefd[0], 0); // 将父进程管道读端重定向到标准输入
close(pipefd[0]); //关闭父进程读端
slaver(); // 执行子进程任务dup2函数将管道的读端(pipefd[0])复制到标准输入(0) 这意味着之后从标准输入读取的数据实际上是从管道读取的 后续代码中可以直接使用read(0,…)来读取父进程发送的数据 数据流向父进程 --- 写端(pipefd[1]) --- 管道 --- 读端(重定向到标准输入) --- 子进程 子进程 关闭写端(pipefd[1])将读端重定向到标准输入关闭原读端(因为已重定向) 15.进入子进程函数
// 子进程执行的函数
void slaver()
{while(true){int cmdcode 0;// 从标准输入(被重定向到管道)读取命令int n read(0, cmdcode, sizeof(int)); if(n sizeof(int)){std::cout slaver say get a command: getpid() : cmdcode: cmdcode std::endl;// 执行对应的任务if(cmdcode 0 cmdcode tasks.size()) tasks[cmdcode]();}if(n 0) break; // 管道关闭时退出}
}while(true)无限循环持续监听命令
int cmdcode 0;
int n read(0, cmdcode, sizeof(int)); read(0, …)从标准输入读取数据因为前面做了重定向实际是从管道读取 cmdcode存储读取数据的地址 sizeof(int)读取int大小的数据 n返回实际读取的字节数 if(n sizeof(int)) { // 成功读取到完整的命令// 打印调试信息std::cout slaver say get a command: getpid() : cmdcode: cmdcode std::endl;// 执行对应任务if(cmdcode 0 cmdcode tasks.size()) tasks[cmdcode](); // 调用任务函数
}if(cmdcode 0 cmdcode tasks.size())确保cmdcode非负确保cmdcode小于任务数组大小防止数组越界访问
tasks[cmdcode]();tasks[cmdcode]获取对应的函数指针()操作符调用该函数。
// 假设cmdcode 0
tasks[0](); // 调用task1()输出lol 刷新日志// 假设cmdcode 1
tasks[1](); // 调用task2()输出lol 更新野区刷新出来野怪// 假设cmdcode 2
tasks[2](); // 调用task3()输出lol 检测软件是否更新// 假设cmdcode 3
tasks[3](); // 调用task4()输出lol 更新用户血量和蓝量if(n 0) break; 管道关闭时退出
16.slaver()结束返回刚刚的
std::cout process : getpid() quit std::endl; //打印退出信息,getpid帮助我们确认哪个进程正在退出
exit(0); // 立即终止当前进程17.然后执行InitProcessPool()函数的剩下来部分
// 父进程
close(pipefd[0]); // 关闭读端// 创建新的channel并添加到channels中
std::string name process- std::to_string(i);
channels-push_back(channel(pipefd[1], id, name));
oldfds.push_back(pipefd[1]);sleep(1);close(pipefd[0]);父进程只需写入命令不需要读。及时关闭不需要的文件描述符
std::string name process- std::to_string(i);为每个子进程创建唯一名称。
std::to_string(i) : 将数字i转为字符串“” : 字符串拼接运算符。
效果如process-0, process-1, process-2…
channels-push_back(channel(pipefd[1], id, name));push_back在容器末尾添加新元素。创建临时 channel 对象并添加到 vector
channel是一个结构体存储子进程信息
void InitProcessPool(std::vectorchannel *channels)struct channel {int fd; // 管道写端pid_t pid; // 子进程IDstd::string name; // 进程名称channel(int _fd, pid_t _pid, const std::string _name): fd(_fd), pid(_pid), name(_name){}
};oldfds.push_back(pipefd[1]);添加管道写端的文件描述符。 保存文件描述符的用途 用于后续关闭文件描述符防止文件描述符泄漏进程间通信的管理资源清理 sleep(1);休眠1s。
18.进入main函数执行ctrlSlaver(channels);
// 控制子进程执行任务
void ctrlSlaver(const std::vectorchannel channels)
{int which 0;while(true){int select 0;Menu();std::cout Please Enter ;std::cin select;if(select 0 || select 5) break;int cmdcode select - 1;// 轮询方式分配任务给子进程std::cout father say: cmdcode: cmdcode already sendto channels[which]._slaverid process name: channels[which]._processname std::endl;write(channels[which]._cmdfd, cmdcode, sizeof(cmdcode));which;which % channels.size();}
}轮询机制
int which 0; // 轮询索引
which;
which % channels.size(); // 循环轮询实现了循环分配任务给不同子进程
如果有3个进程which的值会是 0,1,2,0,1,2… 任务选择
while(true) {int select 0;Menu(); // 显示菜单std::cout Please Enter ;std::cin select; // 获取用户输入if(select 0 || select 5) break; // 退出条件int cmdcode select - 1; // 将用户输入的选项编号转换为程序内部使用的命令代码。
}发送任务示例
// 显示任务分配信息
std::cout father say: cmdcode: cmdcode already sendto channels[which]._slaverid process name: channels[which]._processname std::endl;// 向子进程发送命令
write(channels[which]._cmdfd, cmdcode, sizeof(cmdcode));cmdcode要执行的命令编号0代表hello1代表calc等
_slaverid: 子进程的PID进程ID
_processname: 子进程的名称
write(channels[which]._cmdfd, cmdcode, sizeof(cmdcode)); channels[which]._cmdfd管道的写端文件描述符 cmdcode命令代码的地址 sizeof(cmdcode)发送的字节数int类型通常是4字节 19.返回主函数执行QuitProcess(channels);清理进程池。
void QuitProcess(const std::vectorchannel channels)
{// 遍历所有channel对象for(const auto c : channels){// 1. 关闭管道close(c._cmdfd); // 关闭管道写端// 2. 等待子进程结束waitpid(c._slaverid, nullptr, 0); // 阻塞等待直到子进程结束}
}20.return 0
