数据包通过命名管道传输？单字节缓冲区还是预先确定大小？

Question

我想通过命名管道在两个程序之间发送数据“包”（即离散消息）。考虑到我必须提供一个缓冲区和一个缓冲区大小来读取，并且考虑到读取命令是阻塞的（我相信），我要么必须有一个缓冲区大小来保证我永远不会低于-run，或者预先知道消息的大小。我不希望发送程序必须知道缓冲区的大小并将其填充。

在我看来，有三种方法可以做到这一点。

1. 在每个包前面添加要发送的消息的大小，以便侦听程序可以读取那么多字节。
2. 一次从管道读取一个字节并侦听特殊的流结束值。
3. 更好的方法

在第一种情况下，我将能够创建一个已知大小的缓冲区并立即读入它。在第二种情况下，我必须使用一字节缓冲区进行读取。这可能要么完全没问题，要么就是一场极其低效的嘲讽。

我选择第二种方法的唯一原因是为了更灵活的输入（例如，如果我想要的话，可以进行手动交互）。

哪条路最好？

Answer 1

使用命名管道，读取和写入是（或可以是）原子的。在限制范围内，如果您向管道写入 1024 字节，则另一端查找至少 1024 字节的读取调用实际上将收到 1024 字节，即使当时管道中有更多数据。所读的。此外，如果命名管道中只有 1024 字节并且读取请求 4096 字节，那么它将在第一次尝试时获取 1024 字节，并且仅在后续尝试时阻塞。

你说：

鉴于我必须提供一个缓冲区和一个缓冲区大小来读取，

你需要......

考虑到读取命令是阻塞的（我相信），

除非您在文件描述符上设置 O_NONBLOCK...

我要么必须有一个缓冲区大小来保证我永远不会出现运行不足的情况，

您要发送什么类型的消息？您要处理的尺寸是多少？千字节、兆字节还是更大？

或者预先了解消息的大小。

比如说，在阅读器中拥有 4KB 缓冲区并以块的形式读取消息并没有什么特别的问题。问题在于知道您何时到达消息末尾。到目前为止，大多数协议都需要预先指定长度，因为它可以轻松可靠地编写阅读器代码。

如果您要进行“流结束”(EOS) 标记，那么您就是在进行“带内信令”。这会带来麻烦。您要使用什么角色？当该字符出现在数据中时会发生什么？您需要一个转义机制，例如表示“下一个字符不是 EOS 标记”的字符。例如，在与编程相关的文本中，反斜杠就是用于此目的。在终端，control-V 通常可以达到目的。

我不希望发送程序必须知道缓冲区的大小并将其填充。

为什么发送方很难知道缓冲区的大小？为什么需要“填充它”？

如果您正在处理大量数据（例如千字节以上），单字符解决方案不太可能产生可接受的性能。我认为最好让发送者能够确定数据包的大小并告诉读者，或者设计协议以限制数据包的大小。如果您需要传输任意数量的数据，请制定一个协议，其中规定：

• 总大小未知的大量数据即将到来。
• 对于每个子数据包，消息显示“这是一个大小为 NN KB 的子数据包”。
• 对于最后一个子数据包，大小可能更短 - 这没关系，并且可以指示“大量数据结束”。
• 如果最后一个子数据包是“全尺寸”，您可以发送一个空的最后一个数据包来指示 EOS。
• 或者，如果子数据包的大小可变，您始终可以发送显式 EOS 数据包。

还要考虑如果您不想使用命名管道，而想要升级系统以通过套接字连接到另一台机器，那么将来会发生什么。

我认为您应该使用数据包来设计系统，其中数据包标头包含数据的大小（大多数网络协议（例如 TCP/IP）的工作方式）。如果存在未知大小的更高级别的数据流，请按照上面概述的方式进行处理。但即便如此，如果您能提前知道总体尺寸，那就更好了。

Answer 2

一种简单的方法是使用一个离散数据包，其中包含一个 ftok（基于命名管道）和一个指向共享内存中以空结尾的字符串的指针，该字符串已使用 ftok 返回值分配。所有其他离散信息都可以在数据包结构内传递。

发送者：

packet.ident = ftok("./mynamedpipe");
packet.pointer = shmget(packet.ident, sizeof(message), IPC_CREAT|IPC_EXCL);
strcpy(packet.pointer, message);

接收者：

message = shmat(packet.ident, NULL, NULL);   

请注意，shmat 中的地址未明确提供，以防止重新映射接收者进程中的现有内存。