连接到近端的进程：linux中的计算器bc

忘是亡心i 2022-07-15 08:43 203阅读 0赞

一、背景

初次接触服务器与客户端的知识，先从最简单的做起：了解linux中使用的计算器。linux中使用的计算器是最为简单的服务器与客户端协同工作的例子。

二、从管道到服务器与客户端

之前详细的解释过管道的工作原理，但传统的Unix管道只是单方向的传送数据。打个比方，在linux命令行下使用cat /etc/passwd | grep Jack命令。这个命令将cat的输出结果通过管道传送到grep命令的标准输入中。但这只是一个单向的数据传送，grep的输出结果并不会进行回传。而若有两个进程A、B，他们两个协同进行工作，A进程将其输出结果传送给B进程，B进程处理数据完毕后再返回给A进程。这样，它们之间并不是单向的管道，而是一个双向的管道。B对A提供服务，而A是B的客户。A就叫做客户端，B叫做服务器。

三、bc与dc

打开我们的linux命令行终端，输入bc命令调用linux的计算器，写入2+2。使用enter键则会返回结果。![20161110104731526][]

这时候大家可能会觉得我们向bc进程输入了数据，bc进行运算后将结果返回给了屏幕终端。而实际上并非如此。

实际上bc只是一个用户的界面，让用户输入数值与给用户返回结果而已。这个可以使用man bc命令来查看。

![20161110124220160][]

上面简介说bc是一个计算器语言。而看以下dc的手册。

![20161110124354789][]

这里可以看到，dc是一个计算器。什么意思呢？

其实是说，这里的bc只是一个界面，而dc才是真正数据进行计算的地方。bc将接收到的数据传送给dc进行运算，运算结束后，dc将结果返回给bc显示输出。

那么，也就是说，bc其实一个客户端，而dc是一个服务器。

四、编写bc

搞清楚了bc与dc之间的关系，那么，我们就可以使用现有的知识编写出自己的bc。当然，这里的bc指的是用户的交互界面。而后台的计算还是要交给dc。

\#include<stdio.h>  
\#include<sys/types.h>  
\#include<sys/wait.h>  
\#include<stdlib.h>  
\#include<unistd.h>  
  
\#define oops(m,x) \{perror(m);exit(x);\}  
void be\_bc(int \*,int \*);  
void be\_dc(int \*,int \*);  
void fatal(char \*);  
  
int main()  
\{  
  int pid,todc\[2\],fromdc\[2\];  
  
  if(pipe(todc) == -1 || pipe(fromdc) == -1)  
      oops("pipe failed",1);  
  if((pid = fork()) == -1)  
      oops("fork failed",2);  
  if(pid == 0)  
      be\_dc(todc,fromdc);  
  else\{  
      be\_bc(todc,fromdc);  
      wait(NULL);  
  \}  
\}  
  
void be\_bc(int todc\[2\],int fromdc\[2\])  
\{  
  int num1,num2;  
  char operation\[BUFSIZ\],message\[BUFSIZ\],\*fgets();  
  FILE \*fpout,\*fpin,\*fdopen();  
  
  close(todc\[0\]);  
  close(fromdc\[1\]);  
  fpout = fdopen(todc\[1\],"w");  
  fpin = fdopen(fromdc\[0\],"r");  
  if(fpout == NULL || fpin == NULL)  
    fatal("Error convering pipes to streams");  
  
  while(printf("tinybc:"),fgets(message,BUFSIZ,stdin) != NULL)\{  
    if(sscanf(message,"%d%\[-+\*/^\]%d",&num1,operation,&num2) != 3)\{  
      printf("syntax error\\n");  
      continue;  
    \}  
    if(fprintf(fpout,"%d\\n%d\\n%c\\np\\n",num1,num2,\*operation) == EOF)  
      fatal("Error writing");  
    fflush(fpout);  
    if(fgets(message,BUFSIZ,fpin) == NULL)  
      break;  
    printf("%d %c %d = %s",num1,\*operation,num2,message);  
  \}  
  fclose(fpout);  
  fclose(fpin);  
\}  
  
void be\_dc(int in\[2\],int out\[2\])  
\{  
  if(dup2(in\[0\],0) == -1)  
    oops("dc:cannot redirect stdin",3);  
  if(dup2(out\[1\],1) == -1)  
    oops("dc:cannot redirect stdout",4);  
  close(in\[1\]);close(out\[0\]);  
  close(in\[0\]);close(out\[1\]);  
  
  execlp("dc","dc",NULL);  
  oops("cannot run dc",5);  
\}  
  
void fatal(char \*mess)  
\{  
  fprintf(stderr,"fatal:%s\\n",mess);  
  exit(1);  
\}  
  
  此程序的实现原理很简单，只是使用了管道方面的系统调用然后进行重定向。将父程序的输出输入到dc中，将dc的输出输入到父进程中就行了。运行结果如下：

![20161110142338452][]

在这里，我们一定要清楚哪些数据是dc通过管道传递给bc的。

五、总结

在这里简单的阐述了一下何为服务器与客户端。并且通过一个实际的例子：linux中的计算器来具体的了解了一下协同进程的工作方式。最后编写了一段bc交互程序代码来了解bc是如何与dc进行数据的传递的。

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[20161110124220160]: /images/20220715/3673d7a3e9994ff0b953c6d6c786b85f.png
[20161110124354789]: /images/20220715/cf9cbb026f7d44759a4dbd9339705584.png
[20161110142338452]: /images/20220715/70b821f7a2274ad6b910f76fe064da91.png