[基于Linux管道技术的编程方法研究] 函数式编程语言排行榜

　　摘 要:对利用Linux操作系统管道技术实现网络应用软件开发进行了研究。对Linux平台下应用程序开发的研究较少,利用Linux系统中可实现进程间通信的命名管道技术,结合Linux平台上的dbm数据库,研究基于客户端/浏览器模式的应用系统,采用C语言为开发语言,分析研究了编程过程中的关键技术。实践表明,利用该技术实现的应用软件工作效率高,系统运行稳定可靠,对于Linux系统下的应用软件开发具有一定的借鉴意义。
　　关键词:Linux系统 命名管道 客户端/浏览器模式
　　中图分类号:TP313 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0046-01
　　1 Linux系统及其管道技术
　　Linux操作系统脱胎于UNIX操作系统架构,具有灵活高效、运行稳定等特点,并且支持多任务、多用户等使用需求。该操作系统对硬件资源的要求较低,且完全免费,用户可以根据自己的需求对系统进行修改和重新编译,因此得到了广泛的应用。目前很多对稳定性要求较高的数据库服务器和应用服务器都部署于Linux平台。
　　Linux系统中较为常用的编译工具是gcc,而gdb作为调试工具也必不可少。gcc编译器(GNU C Compiler)已经从只支持C语言编译,发展到可支持C++、Java等主流语言的编译,其编译的效率比其他编译器高20%～30%。通过与make工具配合使用,gcc可以实现对中大型软件项目的编译与管理。gdb是Linux系统中对C语言和C++语言开发的软件进行调试的工具,可以根据实际的调试需求,实现单步运行、设置断点、内部变量显示等多种调试功能。dbm数据库系统是Linux系统自带的轻量级数据存储集合,虽然其对数据分析处理能力不如MySQL等专业数据库管理系统完备,但凭借其高效性和易用性,适用于静态数据的存储与访问。dbm数据库最主要的特点是可以被编译进二进制文件中并进行发布,因而dbm数据库的运行不需要安装独立的数据库服务器。
　　管道是Linux系统中的一个重要概念,是实现Linux系统中进程间通信的主要技术。管道技术允许进程之间的数据以数据流的形式,先进先出的方式进行传递和交换。管道实现的原理是基于共享文件,输入数据的进程将数据写入共享文件中,而接收数据的进程从共享文件中读取数据。为了保证数据交换的正确性,管道技术在应用的过程中要考虑到进程之间的同步问题。Linux系统中的管道分为无名管道和命名管道两种。
　　2 编程过程研究与分析
　　2.1 总体设计
　　Linux系统中的命名管道技术可以实现不同用户进程之间的数据交换,结合浏览器/服务器软件开发模型,结合dbm数据库,设计实现系统开发架构。架构分为服务器端和客户端两个部分,客户端主要是与用户的信息交换,主要功能是接受用户输入信息,并将服务器端处理的结果显示给用户;服务器端主要是对数据库的操作,响应客户端发出的请求命令。
　　程序在运行过程中存在一个服务器进程和一个或多个客户端进程。为了充分利用处理器的资源,利用命名管道的阻塞特性等待通信事件的发生。命名管道的创建与删除都在程序中完成,减少了系统管理员的工作量。
　　系统的运行过程如下:(1)用户通过客户端发出一个操作命令。(2)服务器获取客户端命令,创建一个客户命名管道并响应,利用阻塞机制等待客户端回应。(3)客户端打开服务器创建的管道,读取响应后关闭管道。(4)客户端发出新的命令并以读的方式再次打开客户管道。(5)服务器端解除阻塞,恢复自身运行,并将其软件的客户管理关闭。
　　2.2 源程序文件结构及作用
　　程序服务器端的文件包括dbm.c文件和server.c文件,客户端的文件包括ui.c文件和client.c文件,命名管道文件为pipe.c文件。定义服务器端程序和客户端程序函数的头文件为servcli.h文件,数据库的头文件为data.h。各个源文件的作用如以下几点。
　　(1)服务器端:dbm.c:实现对dbm数据库的连接、访问及其他操作。server.c:实现服务器端各项功能的业务逻辑功能。
　　(2)客户端:ui.c:实现与用户交互的接口功能。client.c:实现响应用户输入,并向服务器端发出请求的功能。
　　(3)管道:pipe.c:实现命名管道的各项功能,如打开、读取、写入、关闭等。
　　(4)共有头文件:servcli.h:声明服务器端程序和客户端程序中的函数。data.h:定义数据结构和声明数据库操作函数。
　　2.3 具体编程实现
　　(1)管道的定义。
　　服务器管道定义:#define SERVER-PIPE "/var/server-pipe"
　　客户端管道定义:#define CLIENT-PIPE "/var/client-%d-pipe"
　　由于系统中可能存在多个客户进程,所以其管道的命名必须要加入其进程的ID号,以示区别。
　　(2)管道源文件中的服务器处理函数。
　　serverstart函数,该函数的作用是创建一个命名管道以从客户端读取操作指令。服务器创建该命名管道后,将以阻塞的方式等待客户端的输入,具体代码如下:
　　int startserver(void)
　　{
　　unlink(SERVER-PIPE);
　　if(mkfifo(SERVER-PIPE,0777)==-1)
　　{
　　fprintf(stderr,"Wrong");
　　return(0);
　　}
　　if((server-fd=open(SERVER-PIPE,O_RDONLY))=-1)
　　{
　　fprintf(stderr,"Server error,no FIFO open");
　　return(0);
　　}
　　return (1);
　　}
　　endserver函数,用于命名管道的删除操作,它可以作为客户端探测服务器是否开启的方式。
　　readrequest函数,用于读取用户在命名管道上写入的数据。
　　(3)客户端函数。
　　客户端函数对于命名管道的打开与关闭与服务器端类似。其从服务器端读取数据的函数如下:
　　int readresp(message-db-t * rec_ptr)
　　{
　　int read_bytes;
　　int return_code=0;
　　if(!rec_ptr) return(0);
　　if(client_fd==-1) return(0);
　　read_bytes=read(client_fd,rec_ptr,sizeof(*rec_ptr));
　　if(read_bytes==sizeof(*rec_ptr)) return_code=1;
　　return(return_code);
　　}
　　3 结语
　　Linux操作系统由于其开源性和可定制性,其使用越来越广泛,很多对稳定性要求较高的应用程序都移植到了Linux系统。但Linux系统上系统开发的流程和技术与Windows下的程序开发差别较大。文本就Linux系统中利用命名管道技术实现基于客户端/服务器结构应用程序开发进行了研究,对基于Linux系统的程序开发具有一定的借鉴意义。
　　参考文献
　　[1] 殷肖川,姬伟峰,陈靖,等.网络编程与开发技术(第2版)[M].西安:西安交通大学出版社,2009.
　　[2] 刘循.Linux操作系统及其应用编程[M].北京:高等教育出版社,2011.