Mikä on putki?
Putki on lyhytaikainen tallennustila datalle, joka siirtyy ohjelmasta toiseen. Se on kahden ohjelman välinen välikappale, jonka avulla ne voivat siirtää tietoja nopeasti ja tehokkaasti edestakaisin. Putkia voidaan käyttää viestien lähettämiseen ohjelmasta toiseen samalla tietokoneella tai jopa tietokoneesta toiseen verkkoyhteyden kautta.
Millaisia ovat putkien yleiset käyttötarkoitukset?
Putkia käytetään yleisesti prosessien väliseen viestintään (IPC), jossa tietoja voidaan vaihtaa samassa järjestelmässä olevien eri ohjelmien välillä. Ne ovat hyödyllisiä myös monimutkaisten tehtävien virtaviivaistamisessa, esimerkiksi kun ohjelma tuottaa useita tuotoksia, jotka toisen ohjelman on analysoitava peräkkäin. Lisäksi niitä käytetään usein yhdessä Unix-kuorien ja SSH:n kaltaisten etäpäätelaitteiden kanssa, jolloin käyttäjät voivat ketjuttaa useita komentoja ja tallentaa niiden tulosteet matkan varrella.
Mikä on nimetty putki?
Nimetyt putket tarjoavat vaihtoehtoisen tavan kommunikoida kahden prosessin välillä sen sijaan, että käytettäisiin anonyymiä datapuskuria kuten tavalliset putket. Nimetty putki luo tiedostokahvan, jonka avulla sekä lähettäjä- että vastaanottajaprosessit voivat käyttää samaa putkea samanaikaisesti viestintää varten. Tämä mahdollistaa monimutkaisemman vuorovaikutuksen kuin pelkän datapuskurin lähettäminen edestakaisin kuten tavallisissa putkissa.
Miten nimetty putkisto toimii?
Ensin lähettäjäprosessin on luotava nimetty putkiobjekti kutsumalla sen CreateNamedPipe()-funktiota asianmukaisilla parametreilla. Tämän jälkeen vastaanottaja kutsuu OpenFile()-metodiaan, joka yhdistää sen luotuun nimettyyn putkiobjektiin. Kun tämä vaihe on suoritettu, mikä tahansa kumman tahansa prosessin tekemä kutsu avaa tai sulkee tiedostoja, jotka liittyvät tähän uuteen objektin kahvaan, joka luotiin yhteyden alustamisen aikana. Tämän jälkeen viestejä voidaan vapaasti lähettää edestakaisin kahden prosessin välillä, kunnes jompikumpi niistä lopettaa viestintäistunnon.
Mitä etuja nimetyillä putkilla on tavallisiin putkiin verrattuna?
Verrattuna tavallisiin putkiin nimetty putkisto tarjoaa enemmän kontrollia siihen, miten tietoja voidaan vaihtaa prosessien välillä - ennalta määritettyjen sanomatyyppien ja/tai omien kättelyjen avulla, jotka mahdollistavat lähettäjän ja vastaanottajan prosessien todentamisen etukäteen - joten se sopii erinomaisesti turvallisuuteen liittyviin sovelluksiin, jotka edellyttävät erittäin suojattuja tiedonsiirtovirtoja, kuten pankkiohjelmistot ja verkkomaksujärjestelmät. Lisäksi se on paljon luotettavampi, koska molemmat osapuolet voivat kommunikoida yhtä aikaa ilman, että tarvitaan erillisiä kanavia kumpaankin suuntaan, jolloin verkkojen tai itse tietokoneiden välityksellä siirrettävien viestien tai vioittuneiden datapakettien määrä vähenee.
Mikä on FIFO?
FIFO on lyhenne sanoista First In First Out, ja sillä tarkoitetaan tietorakennetta, jossa ensimmäinen putkeen lisätty tai "työnnetty" arvo on myös ensimmäinen putkesta poistettava tai "ponnahtanut" arvo. Tämäntyyppistä rakennetta käytetään usein, kun järjestetään tietoja useista lähteistä. Jokainen uusi tieto voidaan sijoittaa putken päähän ja hakea sitten aina tarvittaessa ilman riskiä, että välissä olevia arvoja jää puuttumaan.
Mikä on LIFO?
LIFO on lyhenne sanoista Last In First Out, ja se on samanlainen kuin FIFO, paitsi että sen sijaan, että arvot tyhjennetään "edestä", ne tulevat "takaa", mikä tarkoittaa, että viimeksi tallennettu elementti haetaan ensimmäisenä. Tämäntyyppinen tietorakenne voi olla hyödyllinen, kun käsitellään dynaamisia keskeytyksiä tai rekursiivisia prosesseja, koska se mahdollistaa nopean pääsyn tietyssä syvyydessä oleviin elementteihin ilman, että kaikkia väliin jääviä elementtejä tarvitsee käydä läpi.
Miten putkia käytetään verkko-ohjelmoinnissa?
Putkia voidaan käyttää verkko-ohjelmointitehtävissä, kuten verkon kahden tietokoneen välisten yhteyksien muodostamisessa suoralla yhteydellä. Nimettyjen putkien käyttäminen IPC-kanavana (Inter Process Communication) TCP/IP:n sijasta voi olla huomattavasti nopeampaa kuin suurten tietomäärien siirtäminen tavanomaisilla menetelmillä, koska ne vaativat vähemmän yleiskustannuksia. Putkia voidaan käyttää myös pitkäaikaisten prosessien putkikäsittelyyn, jolloin järjestelmän eri ohjelmat voivat työskennellä samanaikaisesti ja siten parantaa kokonaissuorituskykyä.
Mitä haittoja putkien käyttöön liittyy?
Joitakin putkien käytön yleisiä haittoja ovat niiden rajallinen kapasiteetti (ne pystyvät säilyttämään vain pieniä määriä dataa ennen kuin niiden muisti täyttyy) ja virheentarkastusmekanismien puute (mikä voi mahdollisesti johtaa vioittuneiden viestien lähettämiseen niiden kautta). Lisäksi vaikka putket tarjoavat helpon tavan vaihtaa suuria tietomääriä nopeasti lyhyillä etäisyyksillä, ne eivät välttämättä toimi aina hyvin, jos lähetystilasi vaatii ylimääräisiä turvatoimia tai pidempiä siirtoaikoja verkoissa.
Mikä on nimetön putki?
Anonyymi putki on eräänlainen tiedonsiirtokanava, jonka avulla kaksi toisiinsa liittyvää prosessia voi lähettää ja vastaanottaa viestejä käyttämättä mitään muuta tiedonsiirtoprotokollaa. Toisin kuin nimetyissä putkissa, nimettömät putket eivät edellytä, että molemmat prosessit ovat samassa tietokoneessa, joten niitä voidaan käyttää myös järjestelmien väliseen viestintään. Koska nimettömien putkien luomiseen ei tarvita erityisiä nimeämiskäytäntöjä tai niihin liittyviä tiedostoja, tämäntyyppiset yhteydet valitaan usein sovelluksiin, jotka edellyttävät nopeaa ja luotettavaa tiedonsiirtoa lyhyillä etäisyyksillä, kuten samassa tietokoneessa tai lähiverkossa toimivien toisiinsa liittyvien ohjelmien välillä.
Minkälaiset ohjelmointikielet tukevat putkitusta?
Putkilinjoja tuetaan monilla eri ohjelmointikielillä, kuten C/C++:lla, Javalla, Pythonilla ja Rustilla, joissa kaikissa on sisäänrakennettuja toimintoja, joiden avulla kehittäjät voivat luoda putkilinjoja useiden prosessien ja etäjärjestelmien välille. Käytettävästä kielestä riippuen voidaan soveltaa tiettyjä sääntöjä, kuten sitä, että toimintojen järjestys on ilmoitettava ennen varsinaisten suoritustehtävien aloittamista. Useimmissa nykyaikaisissa ohjelmointikielissä on kuitenkin nimenomaan tähän tarkoitukseen suunniteltuja API-kutsuja, jotka vähentävät huomattavasti työmäärää, kun luodaan monimutkaisia putkistoja eri ohjelmien välille.
Mikä rooli putkilla on Linux-järjestelmissä?
Linux-järjestelmät tukeutuvat voimakkaasti putkiin, sillä ne tarjoavat loistavan tavan yhdistää komennot yhdeksi suoritettavaksi lausekkeeksi. Sen avulla käyttäjät voivat tehokkaasti suorittaa useita tehtäviä kerralla ilman, että heidän tarvitsee käsin kirjoittaa erillisiä skriptejä jokaista tehtävää varten. Tämän ominaisuuden ansiosta on erittäin helppoa ketjuttaa useita ohjelmia yhteen täsmällisesti räätälöidyiksi työnkuluiksi käyttämällä vain yksinkertaisia putkikomentoja, mikä antaa käyttäjille ennennäkemättömän paljon mahdollisuuksia hallita ympäristöään säilyttäen samalla järjestelmän vakauden ja luotettavuuden.
Mitä eroa on putken ja pistorasian välillä?
Suurin ero putkien ja pistorasioiden välillä on niiden luomien yhteyksien tyyppi. Putket luovat yksisuuntaisia paikallisia (tai mahdollisesti järjestelmien välisiä) viestintäkanavia, kun taas socketit luovat kaksisuuntaista viestintää verkon yli perustamalla sekä lähettäjälle että vastaanottajalle omat päätepisteet. Tämän lisäksi putket ovat yleensä nopeampia kuin niiden socket-kollegat, koska ne eivät vaadi ylimääräistä protokollan päällekkäisyyttä tai erityisiä verkon asetussääntöjä, mikä tarkoittaa, että lyhyet viestit voidaan yleensä lähettää nopeammin käyttämällä putkia. Lopuksi, koska putkien tietoja käsitellään nimettöminä, komentoja lähetettäessä ei tarvita todennusmenettelyjä, toisin kuin socket-käytössä, jossa tarvitaan palvelinpuolen validointivaihe turvallisen lähetyksen varmistamiseksi.
Mitä etuja on putkien käyttämisestä viestintään?
Yksi tärkeimmistä eduista, joita putkien käyttäminen viestintään tarjoaa, on se, että sen avulla toisiinsa liittyvät sovellukset voivat siirtää tietoja nopeasti ja turvallisesti ilman lisävaiheita, kuten IP-osoitteen hankkimista tai palvelimen perustamista. Koska putkien kautta lähetetyt viestit ovat nimettömiä, ne eivät vaadi todentamista ja ne voidaan suorittaa nopeammin, mikä tekee niistä erityisen houkuttelevia lyhytaikaisissa järjestelmien välisissä viestintätehtävissä. Lisäksi putket tarjoavat ylimääräisen turvakerroksen, koska ne eivät paljasta portteja lähiverkossa, mikä tekee niistä vähemmän alttiita haitallisille hyökkäyksille. Koska kehittäjät voivat luoda monimutkaisia putkistoja eri sovellusten välille, tällainen nopea ja turvallinen viestintäkanava voi yksinkertaistaa huomattavasti kehitystyönkulkuja ja tarjota samalla tarpeeksi joustavuutta mukautettujen komentojen ja ilmoitusten tukemiseen.
