Linux系统---基于Pipe实现一个简单Client-Server system

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一、题目要求

Server是一个服务器进程，只能进行整数平方运算。Client要计算一个整数的平方的平方的平方，即(((x)^2)^2)^2，我们通过Client与Server的三次通信来完成计算：第一次Client通过command管道将x送到Server，由Server计算出x^2，并通过response管道送回Client。第二次，Client收到x^2后，将其通过command管道再次送到Server，由Server计算出(x^2)^2，并通过response管道送回Client。如此过程，经过三次通信过程，可以计算出(((x)^2)^2)^2，然后由Client打印出计算结果。

二、模块描述

本文用于创建一个子进程，并通过管道进行通信。主进程将一个整数n发送给子进程，子进程计算n的平方并将结果返回给主进程。最后，主进程打印出子进程计算得到的结果。

1.首先，通过atoi(argv[1])将命令行参数转换为整数n。

2.定义两个整数数组com和res，分别用于存储管道的读端和写端的文件描述符。

3.使用pipe()函数创建两个管道，分别将com[0]和com[1]作为读端，将res[0]和res[1]作为写端。

4.使用fork()函数创建一个子进程。如果创建失败，输出错误信息并退出程序。

5.如果当前进程是父进程（pid > 0），则关闭管道的读端和写端，然后循环4次，每次向管道的写端写入整数n，并从管道的读端读取整数n。

6.在循环结束后，打印子进程计算得到的结果n，然后使用kill()函数发送SIGKILL信号终止子进程，接着使用waitpid()函数等待子进程结束。最后，退出主进程。

7.如果当前进程是子进程（pid == 0），则关闭管道的读端和写端，然后进入一个无限循环。在循环中，从管道的读端读取整数n，计算n的平方，并将结果写入管道的写端。当读取到的整数为负数时，跳出循环。最后，退出子进程。

三、代码实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

#define MAXLINE 20  

int main(int argc, char* argv[]) 
{
    int n = atoi(argv[1]);  
    int com[2];   
    int res[2];   
    pid_t pid;

    if (pipe(com) < 0 || pipe(res) < 0) 
    {
        perror("pipe error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if ((pid = fork()) < 0) 
    {
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (pid > 0) 
    {    
        close(com[0]);  
        close(res[1]); 

        for (int i = 1; i < 4; i++) 
        {
            write(com[1], &n, sizeof(int));  
            read(res[0], &n, sizeof(int));  

        }

        printf("result is %i\n", n);
        kill(pid, SIGKILL);   
        waitpid(pid, NULL, 0); 
        exit(EXIT_SUCCESS);
    } 
    else 
    {     
        close(com[1]);  
        close(res[0]);  

        while (1) 
        {
            if (read(com[0], &n, sizeof(int)) <= 0)  
                break;  
            n = n * n;   
            write(res[1], &n, sizeof(int));  
        }

        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
}