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C++怎么使用命名管道_C++进程通信教程【IPC】

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-02-22 17:24:38

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来源于php中文网

原创

windows命名管道需正确设置dwopenmode和dwpipemode、规范命名格式并循环调用connectnamedpipe;linux fifo需按序打开读写端,无消息边界且易阻塞,跨平台需注意缓冲差异与错误码含义。

c++怎么使用命名管道_c++进程通信教程【ipc】

Windows 上用 CreateNamedPipe 创建服务端管道

命名管道在 Windows 下是可靠、双向的本地 IPC 机制,但CreateNamedPipe 的参数稍不注意就返回 INVALID_HANDLE_VALUE,常见原因是 dwOpenModedwPipeMode 搭配错误。

实操建议:

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  • dwOpenMode 至少要含 PIPE_ACCESS_DUPLEX(双向)或 PIPE_ACCESS_INBOUND(只读),不能只写 GENERIC_READ | GENERIC_WRITE —— 这是文件句柄逻辑,管道不认
  • dwPipeMode 必须用 PIPE_TYPE_MESSAGE | PIPE_READMODE_MESSAGE | PIPE_WAIT 组合,否则客户端调用 WriteFile 可能阻塞或失败
  • 名字格式必须是 \\.\pipe\MyPipeName,开头双反斜杠 + . + pipe 是硬性要求,少一个字符就 ERROR_FILE_NOT_FOUND
  • 服务端需在循环中调用 ConnectNamedPipe,它会阻塞直到客户端连接;若想非阻塞,得先设 FILE_FLAG_OVERLAPPED 并配套用 GetOverlappedResult

Linux 下用 mkfifoopen 模拟命名管道

Linux 没有原生“命名管道服务端/客户端”概念,mkfifo 创建的是一个特殊文件节点,通信靠两个进程分别以不同模式打开它——这点和 Windows 完全不同,直接照搬 Windows 思路必出错。

实操建议:

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  • 先执行 mkfifo /tmp/my_pipe,再由服务端用 open("/tmp/my_pipe", O_RDONLY) 打开读端,客户端用 open("/tmp/my_pipe", O_WRONLY) 打开写端;顺序不能反,否则 open 会阻塞直到对方也打开
  • 若任一方只以 O_WRONLY 打开而无对应 O_RDONLYopen 会永久挂起,调试时容易误判为死锁
  • 消息边界不保留:Linux FIFO 是字节流,write 多次小数据可能被 read 一次合并读出,如需消息分界,得自己加长度头或分隔符
  • 不支持跨主机,且无法像 Windows 那样设置安全描述符或连接超时

跨平台收发数据时,ReadFile / WriteFileread / write 的缓冲行为差异

Windows 管道默认启用缓冲,Linux FIFO 则完全无缓冲。这意味着同样发 1KB 数据,在 Windows 上可能还没真正落到底层驱动就被函数返回了,而在 Linux 上 write 返回即表示内核已接收,但没对方 read 就会阻塞后续 write

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实操建议:

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  • Windows 下用 SetNamedPipeHandleState 控制缓冲区大小(lpOutBufferSize),避免大消息被截断;Linux 下只能靠 fcntl(fd, F_SETPIPE_SZ, size)(需 root 或 CAP_SYS_RESOURCE)调大内核 FIFO 缓冲,但上限通常 64KB
  • 双方都应检查返回值:ReadFile 返回 FALSE 不一定失败,得看 GetLastError() 是否为 ERROR_MORE_DATAread 返回 0 表示写端已关闭,不是错误
  • 不要假设“发完就立刻能收”,尤其在调试时加 std::this_thread::sleep_for 掩盖同步问题,真实环境会暴露竞态

调试时遇到 ERROR_PIPE_BUSYEAGAIN 怎么办

ERROR_PIPE_BUSY(Windows)和 EAGAIN(Linux)表面都是“忙”,但成因完全不同:前者是服务端还没调用 ConnectNamedPipe 或已有连接未断开,后者是 Linux FIFO 写端打开时无读端匹配,或读端已关闭但写端还在发。

实操建议:

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  • Windows 下遇到 ERROR_PIPE_BUSY,先调 WaitNamedPipe 等待管道就绪,再重试 CreateFile;别直接循环重试 CreateFile,可能触发系统限制
  • Linux 下 open(O_WRONLY) 返回 EAGAIN,说明当前无读端,此时要么改用 O_WRONLY | O_NONBLOCK 避免阻塞,要么确保服务端先启动并 open(O_RDONLY)
  • Process Explorer(Win)或 lsof | grep pipe(Linux)查管道句柄是否残留,重复测试时忘记 CloseHandleclose 会导致后续创建失败

命名管道最麻烦的从来不是 API 调用本身,而是两端生命周期管理——哪边先启、哪边先关、异常退出后句柄是否清理干净,这些细节在日志里几乎不报错,只能靠 handlelsof 手动确认。

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