前引：命名管道的 “伪文件特性”、日志制作的 “格式规范”、两者结合的 “联动逻辑”，往往让 Linux 学习者陷入碎片化理解。本文打破知识点割裂的问题，以 “原理→实操→优化” 为脉络，先讲透命名管道的工作机制，再逐步推进日志的制作、收集、分析全流程，搭配清晰的步骤拆解和代码示例，让你一文打通 Linux 命名管道与日志制作的知识体系！

目录

【一】命名管道

（1）介绍

（2）特性讲解

（1）文件存在形式

（2）通信范围

（3）创建方式

（4）单向通信

（3）如何使用

（1）命令方式

（2）系统调用接口

【二】简易日志

（1）可变参数

（2）制作日志

（1）定义日志等级

（2）制作日志时间

（3）日志核心输出

（3）简易日志代码及优化

【一】命名管道

（1）介绍

在“初篇”我们学习了匿名管道，即不需要文件名、路径直接在内存中打开，“命名管道”那不就是有文件名、路径的打开方式，当然这样说认识不全，请继续向下查看！

（2）特性讲解
（1）文件存在形式

打开的文件有真实的路径、文件名

（2）通信范围

“命名管道”可以实现任意两个进程的通信，不依赖血缘关系

（3）创建方式

通过系统调用 mkfifo（）或者指令 mkfifo 创建

（4）单向通信

即同一时间要么执行写端要么执行读端

（3）如何使用
（1）命令方式

执行命令：

mkfifo 管道名

作用：创建一个管道，比如 mkfifo media（管道就是一个存储的文件缓冲区）

使用：比如跨进程执行管道读写操作

为什么管道的大小一直是0？

按理说向管道写入内容，管道大小会发生改变，但是并没有：

因为管道起临时文件缓冲区作用，只是执行两个进程的通信，命名管道并不是向磁盘写入

（2）系统调用接口

注意：管道的使用必须同时打开读写端：匿名管道在 pipe（）时同时打开读写端

                                                                 命名管道需要手动控制休眠满足同时打开条件

函数原型：

#include <sys/stat.h>  // 必须包含的头文件
#include <sys/types.h> // 辅助头文件

int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

第一个参数：指定要创建的命名管道的路径和文件名（类似指令版的“media”）

第二个参数：创建管道的权限设置（和文件权限类似，比如0666）

返回值：

成功：返回0

失败：返回-1，并且会设置errno（错误码）

使用：（注意：管道的读端和写端都是两个文件，因此需要都执行编译才可正常读写）

我们知道文件操作基本都是通过文件下标描述符 fd 来完成的，因此需要先获取 fd ，然后操作

例如：open（）获取文件描述符->用write（）执行写入->用read（）执行读取

           让 Write.cpp 通过命名管道 media 与 Read.cpp 执行通信

头文件：

#pragma once

#include<iostream>
#include <fcntl.h>    
#include <unistd.h>   
#include <sys/stat.h> 
#include <string.h>

#define Permission 0666

Write.cpp：

#include"Media.h"

int main()
{
    //创建命名管道
    int d =mkfifo("media",Permission);
    if(d==-1)
    {
        perror("mkfifo");
        return 1;
    }
    //std::cout<<"创建成功"<<std::endl;
    //打开命名管道
    int fd =open("media",O_WRONLY);
    if(fd==-1)
    {
        perror("open");
        return 1;
    }
    //std::cout<<"打开成功"<<std::endl;
    //写入命名管道
    const char* ptr="Hello Linux";
    ssize_t count =write(fd,ptr,strlen(ptr));
    if(count==-1)
    {
        perror("write");
        return 1;
    }
    //std::cout<<"写入成功"<<std::endl;
    //关闭命名管道
    close(fd);

    return 0;
}

Read.cpp：

#include"Media.h"
#define Read_Max 20

int main()
{
    //打开命名管道
    int fd =open("media",O_RDONLY);
    if(fd==-1)
    {
        perror("open");
        return 1;
    }
    //读取命名管道
    char buff[Read_Max]={0};
    ssize_t count =read(fd,buff,Read_Max);
    if(count==-1)
    {
        perror("read");
        return 1;
    }
    std::cout<<"我从管道读取到了："<<buff<<std::endl;
    //关闭命名管道
    close(fd);

    return 0;
}

makefile：

Complie:Read.cpp Write.cpp
	g++ -o Read Read.cpp -std=c++11
	g++ -o Write Write.cpp -std=c++11

Execute:
	./Write & sleep 1
	./Read 
#必须同时打开
all:Complie Execute

.PHONY:
clean:
	rm -f Read Write media

【二】简易日志

我们的函数调用一般通过判断返回值来判断该函数是否执行成功，一般是通过 perror 来打印错误

今天我们学习一种新的打印方式：将错误日志化处理（打印日志时间、等级、错误类型......）

（1）可变参数

在使用日志化前我们需要先学习“可变参数”：即接收的参数随着传参的多少而发生变化

这种特性靠 “可变参数” 实现。它的核心是通过一组宏来管理不确定数量的参数列表

要使用可变参数，必须包含头文件 <stdarg.h>，它提供了 4 个关键 “工具”：

  • va_list：参数列表的 “容器”，用来存储可变参数的列表
  • va_start：初始化参数列表，让va_list指向第一个可变参数
  • va_arg：获取下一个参数，并指定参数的类型（如int、double等）
  • va_end：清理参数列表，释放资源

例如：(求和为例)第一个参数 n 代表需要计算的参数个数，比如n=3,你就传（3，20,10,200） 

           下面va_list s，中的 s 理解为一个存储有效参数的容器 

//以求和为例
int Add(int n,...)
{
    //保留最终结果
    int end=0;
    //存储可变参数
    va_list s;
    //初始化参数列表
    va_start(s,n);

    //通过va_arg获取下一个参数
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        end+= va_arg(s,int);
    }
    //清理参数列表
    va_end(s);

    return end;
}
（2）制作日志

日志的内容以下面比较基础的信息为例：

  • 日志等级：区分调试（DEBUG）、信息（INFO）、错误（ERROR）等类型
  • 日志时间：精确到 “年 - 月 - 日 时：分: 秒”
  • 日志位置：发生错误的文件信息
  • 日志原因：自定义的错误描述（支持可变参数，类似printf格式）
（1）定义日志等级

我们采用宏定义对应的日志等级，自己可以逐渐丰富：

#define LOG_LEVEL_DEBUG "DEBUG"
#define LOG_LEVEL_INFO  "INFO"
#define LOG_LEVEL_ERROR "ERROR"
（2）制作日志时间

认识结构体 tm 和时间戳：

在C语言中，有一个专门获取时间的核心结构体：struct  tm，头文件<time.h>

struct tm 
{
    int tm_sec;   // 秒（0-59）
    int tm_min;   // 分（0-59）
    int tm_hour;  // 时（0-23）
    int tm_mday;  // 日（1-31）
    int tm_mon;   // 月（0-11，0代表1月）
    int tm_year;  // 年（当前年份 - 1900，比如2025年则是125）
    int tm_wday;  // 星期（0-6，0代表周日）
    int tm_yday;  // 年内第几天（0-365）
    int tm_isdst; // 夏令时标记（正数为夏令时，0为非夏令时，负数表示未知）
};

上面的时间格式核心结构体 tm 类似一个中间转化，我们还需要时间戳来获取转化对象：

time_t now = time(NULL); // NULL表示获取当前时间戳

struct tm* tm_now = localtime(&now); // 转换为本地时间的struct tm

随后就可以使用结构体 tm 来转化 时间戳 ，变得更加人性化了：

格式化输入：

然后我们利用 strftime 输出格式化的字符串到 buff 数组里面：

const char* Time()
{
    // NULL表示获取当前时间戳
    time_t now = time(NULL); 
    // 转换为本地时间的struct tm
    struct tm* tm_now = localtime(&now);
    //格式版
    static char buff[32]={0};
    strftime(buff, sizeof(buff), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", tm_now);
    
    return buff;
}

（3）日志核心输出
//日志核心输出                 等级             文件名             行号             错误原因(用可变参数可以完整的打印错误信息)
void log_message(const char* level,const char* file,const char* line,const char* because,...)
{
    // 存储格式化后的错误原因
    char msg_buf[1024] = {0};

    //存储可变参数
    va_list s;
    //初始化参数列表
    va_start(s,because);

    //将核心信息统一存到数组
    vsnprintf(msg_buf, sizeof(msg_buf), because, s);

    //为什么没有用Va_arg：通过 vsnprintf 等函数间接处理时：类型由 “格式字符串” 隐式指定

    //清理列表
    va_end(s);

    std::cout<<"等级:"<<level<<"  "<<"时间:"<<Time()<<"  "<<"文件名:"<<file<<"  "<<"行号:"<<line<<"  "<<"错误原因:"<<msg_buf<<std::endl;
}

效果：

为什么“because”是接收错误原因，还要采用可变参数专门处理？

你可以理解为“because”采用可变参数就可以像 printf 那样通过占位符格式化输出，例如：

（3）简易日志代码及优化

日志等级：

//日志等级
#define LOG_LEVEL_DEBUG "DEBUG"
#define LOG_LEVEL_INFO  "INFO"
#define LOG_LEVEL_ERROR "ERROR"

日志时间：

//日志时间
const char* Time()
{
    // NULL表示获取当前时间戳
    time_t now = time(NULL); 
    // 转换为本地时间的struct tm
    struct tm* tm_now = localtime(&now);
    //格式版
    static char buff[32]={0};
    strftime(buff, sizeof(buff), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", tm_now);
    
    return buff;
}

日志核心输出：

（注意：这里将 line 参数类型改为 int ，因为我们可以使用宏__FILE__和__LINE__自动获取文件                名和当前的行号）

//日志核心输出                 等级             文件名             行号             错误原因(用可变参数可以完整的打印错误信息)
void log_message(const char* level,const char* file,int line,const char* because,...)
{
    // 存储格式化后的错误原因
    char msg_buf[1024] = {0};

    //存储可变参数
    va_list s;
    //初始化参数列表
    va_start(s,because);

    //将核心信息统一存到数组
    vsnprintf(msg_buf, sizeof(msg_buf), because, s);

    //为什么没有用Va_arg：通过 vsnprintf 等函数间接处理时：类型由 “格式字符串” 隐式指定

    //清理列表
    va_end(s);

    std::cout<<"等级:"<<level<<"  "<<"时间:"<<Time()<<"  "<<"文件名:"<<file<<"  "<<"行号:"<<line<<"  "<<msg_buf<<std::endl;
}

效果展示：（后续可以使用宏封装二次简洁代码，小编很懒！就不继续深入了........）

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