Параллельное и распределенное программирование на С++

Рис. 11.8. Диаграммы классов для семейства fstream-классов

Обратите вни м ание на то, что все классы basic_ifstream, basic_ofstream и basic_fstream содержат класс basic_filebuf. Следовательно, чтобы упростить создание объектно-ориентированного канала, мы можем использовать любой класс из семейства fstream-классов. Мы можем связать дескрипторы файлов, возвращаемые системной функцией pipe() , либо с помощью конструкторов, либо с помощью функции-члена attach() .

Синопсис

#include <fstream>

// UNIX-системы

ifstream(int fd)

fstream(int fd)

ofstream(int fd)

// gnu C++

void attach(int fd) ;

Связь каналов c iostream-объектами с помощью дескрипторов файлов

Существует три iostream-класса (ifstream, ofstream и fstream), которые мы можем использовать для подключения к каналу. Объект класса ifstream используется для ввода данных, объект класса ofstream — для их вывода, а объект класса fstream можно применять и в том и в другом случае. Несмотря на то что непосредственная поддержка дескрипторов файлов и потоков ввода-вывода не является частью стандарта ISO, в большинстве UNIX- и Linux-сред поддерживается С++-ориентированный iostream- доступ к дескрипторам файлов. В библиотеке GNU С++ iostreams предусмотрена поддержка дескриптора файла в одном из конструкторов классов ifstream, ofstream и fstream и в методе attach( ) , определенном в классах ifstream и ofstream. UNIX-компилятор языка С++ ко м пании Sun также поддерживает дескрипторы файлов с помощью одного из конструкторов классов ifstream, ofstream и fstream. Поэтому при выполнении следующего фрагмента кода

//...

int Fd[2];

Pipe(Fd);

ifstream IPipe(Fd[0]) ;

ofstream OPipe(Fd[1]) ;

будут созданы объектно-ориентированные каналы. Объект IPipe будет играть роль входного потока, а объект OPipe— выходного. После создания эти потоки можно применять для связи между параллельно выполняемыми процессами с использованием потоково г о представления и операторов вставки (<<) и извлечения (>>). Для С++-сред, которые поддерживают метод attach(), дескриптор файла можно связать с объектами классов ifstream, ofstream или fstream, используя следующий синтаксис.

// Листинг 11.20. Создание канала и использование
// функции attach()
int Fd[2];
ofstream OPipe;
//.. .
pipe(Fd);
//.. .
OPipe.attach(Fd[1]);
//.. .
OPipe << Value << endl;

Такой способ использования объектно-ориентированных каналов предполагает существование сыновнего процесса, который может считывать из них информацию. В программе 11.1 для создания двух процессов используется fork-инструкция. Родительский процесс отправляет значение сыновнему процессу с помощью iostreams-ориентированного канала.

// Программа 11.1

1   #include <unistd.h>

2   #include <iostream.h>

3   #include <fstream.h>

4   #include <math.h>

5   #include <sys/wait.h> 6

7 8 9

10   int main(int argc, char *argv[])

11   {

12

13   int Fd[2];

14   int Pid;

15   float Value;

16   int Status;

17   if(pipe(Fd) != 0) {

18   cerr « «Ошибка при создании канала ' « endl;

19   exit(l);

20   }

21   Pid = fork();

22   if(Pid == 0){

23   ifstream IPipe(Fd[0]);

24   IPipe » Value;

25   cout « «От процесса-родителя получено значение» << Value << endl;

26   IPipe.close();

27   }

28   else{

29   ofstream OPipe(Fd[l]);

30   OPipe « M_PI « endl;

31   wait(&Status);

32   OPipe.close();

33

34 }

35

36 }

Вспомните, что значение 0, возвращаемое функцией fork(), принадлежит сыновнему процессу. В программе 11.1 канал создается при выполнении инструкции, расположенной на строке 17. А при