Linux系統(tǒng)程序設(shè)計教程-第10章進(jìn)程間通信

1、Linux程序設(shè)計教程第10章進(jìn)程間通信2第10章 進(jìn)程間通信10.1 System V IPC介紹10.2 System V信號量10.3 System V共享內(nèi)存10.4 System V消息隊列分為POSIX和SystemVSystemV IPC在本機(jī)中通信，不能跨網(wǎng)絡(luò)生存期與內(nèi)核相同，系統(tǒng)重啟則消失生存期內(nèi)，任何進(jìn)程可使用整型標(biāo)識符訪問。沒有i節(jié)點和路徑名，所以不能像文件/目錄一樣訪問可使用ipcs顯示狀態(tài)、ipcrm刪除對象。訪問權(quán)限：讀、寫，沒有執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用Xget、Xctl（X：sem-信號量，shm-共享內(nèi)存，msg-消息隊列）semop，shmat、shmdt，msgsnd、

2、msgrcvSystemV可將路徑名使用ftok函數(shù)生成關(guān)鍵字，Xget的參數(shù)為關(guān)鍵方式來打開對象返回整型標(biāo)識符。10.1 System V IPC介紹410.1 System V IPC介紹key、id以及Xid_ds之間的關(guān)系510.2 System V信號量（semaphore）信號量（semaphore）一種比較特殊的IPC，它只是一個計數(shù)器（counter）。一般情況，多個進(jìn)程在訪問共享對象時使用信號量實現(xiàn)同步操作，如經(jīng)典的生產(chǎn)者/消費者問題。實質(zhì)是一個整數(shù)計數(shù)器，記錄可同時訪問共享資源的單元個數(shù)。當(dāng)進(jìn)程要求使用某資源，先對信號量減1=0：進(jìn)程可以用該資源0：進(jìn)程休眠，直至信號量值大

3、于或等于0時被喚醒。進(jìn)程對資源訪問結(jié)束時，信號量值加1=0：證明有其他進(jìn)程等待，喚醒隊列第一個進(jìn)程。6信號量操作基本過程POSIX信號量只針對一個信號量操作，SystemV信號量可以對一個信號量集合操作?；静襟E通過路徑名設(shè)置信號量集合的關(guān)鍵字ftok建立信號量集合并得到標(biāo)識符semget設(shè)置信號量集合semctl對信號量集合中任意個信號量操作（加減1）semop刪除信號量集合操作使用semctl完成。10.2 System V信號量（semaphore）710.2 System V信號量（semaphore）semget#include #include int semget(key_t k

4、ey, int nsems, int semflg);功能：創(chuàng)建信號量參數(shù)key：信號量的鍵值nsems：信號量的個數(shù)semflg：創(chuàng)建標(biāo)志，可以是IPC_CREAT或IPC_CREAT | IPC_EXCL 返回值：成功返回共享內(nèi)存ID；失敗返回-1，并設(shè)置errno810.2 System V信號量（semaphore）semctlint semctl(int semid, int semnum, int cmd, .);功能：信號量控制函數(shù)參數(shù)：semid：信號量IDcmd：控制命令semnum：信號量集中信號量的序號返回值：成功返回0；失敗返回-19通過兩個或多個進(jìn)程共享同一塊內(nèi)存區(qū)域

5、實現(xiàn)進(jìn)程間通信。通常是一個進(jìn)程創(chuàng)建共享內(nèi)存區(qū)域，然后多個進(jìn)程可以對其進(jìn)行訪問。由于數(shù)據(jù)是由內(nèi)存直接映射到進(jìn)程空間，所以速度快。但涉及同步問題，可用信號量來實現(xiàn)同步。共享內(nèi)存進(jìn)程A進(jìn)程B10.3 System V共享內(nèi)存（share memory）10共享內(nèi)存基本操作過程創(chuàng)建將被共享的內(nèi)存空間（確定大?。⒃摽臻g映射到本進(jìn)程中進(jìn)行正常的讀寫操作解除映射如果需要，刪除被共享的內(nèi)存空間10.3 System V共享內(nèi)存（share memory）11#include 創(chuàng)建并得到共享內(nèi)存段int shmget(key_t key, size_t size, int flags);返回值：成功返回共享內(nèi)

6、存標(biāo)識符，錯誤返回-1(置errno)控制共享內(nèi)存段(包含刪除)int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *data);返回值：成功返回0，錯誤返回-1（置errno）連接共享內(nèi)存段void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int flags);返回值：成功返回進(jìn)程中該內(nèi)存段的地址，錯誤返回-1(置errno)斷開共享內(nèi)存段int shmdt(const void *shmaddr); 返回值：成功返回0，錯誤返回-1（置errno）10.3 System V共享內(nèi)存（share memory）1

7、2shmget#include #include int shmget (key_t key, size_t size, int shmflg);功能：創(chuàng)建共享內(nèi)存參數(shù)：key：共享內(nèi)存的鍵值size：共享內(nèi)存大小shmflg：創(chuàng)建標(biāo)志返回值：成功返回共享內(nèi)存ID；失敗返回-110.3 System V共享內(nèi)存（share memory）13shmat說明void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int flags);參數(shù)：shmid：共享內(nèi)存標(biāo)識符。shmaddr：進(jìn)程映射內(nèi)存段的地址，可以指定，但一般設(shè)置為NULL，表示由系統(tǒng)安排，安排好的地址

8、由返回值返回。 flags：對該內(nèi)存段是否設(shè)置只讀，默認(rèn)設(shè)置讀寫。返回值：成功返回進(jìn)程中該內(nèi)存段的地址，錯誤返回-1(置errno)10.3 System V共享內(nèi)存（share memory）共享內(nèi)存與管道的區(qū)別共享內(nèi)存與管道都是利用內(nèi)存空間進(jìn)行進(jìn)程間通信。進(jìn)程server從一個文件傳輸?shù)竭M(jìn)程client的過程看兩者的區(qū)別，管道需要4次復(fù)制，共享內(nèi)存需要2次復(fù)制，速度快。1410.3 System V共享內(nèi)存（share memory）共享內(nèi)存舉例shmwrtie.c 創(chuàng)建shm并將argv1寫入shmshmread.c 從shm中獲得值shmdel.c 刪除shm注意創(chuàng)建共享內(nèi)存確定大小時

9、，可以使用結(jié)構(gòu)體方式確定該塊內(nèi)存中數(shù)據(jù)類型。創(chuàng)建共享內(nèi)存成功后可以使用ipcs查看創(chuàng)建的結(jié)果ipcs是SystemV IPC提供的查看IPC信息的工具刪除SystemV IPC還可以使用ipcrm m shmid刪除共享內(nèi)存1510.3 System V共享內(nèi)存（share memory）16也叫報文隊列，克服信號最多在接收信號進(jìn)程的生命周期中有效（隨進(jìn)程持續(xù)）的缺點。消息隊列在系統(tǒng)重啟前一直有效（隨內(nèi)核持續(xù)）10.4 System V消息隊列17消息隊列，即消息的一個鏈表，一系列連續(xù)排列的消息，保存在內(nèi)核中，通過消息隊列的引用標(biāo)識符訪問。每個消息都包括兩部分：類型和正文。任何進(jìn)程都可以向消息

10、隊列中發(fā)送指定類型消息，其他進(jìn)程都可以從消息隊列中根據(jù)類型獲取相應(yīng)的消息。消息類型正文消息類型正文消息類型正文10.4 System V消息隊列18消息隊列操作基本過程創(chuàng)建消息隊列根據(jù)收/發(fā)消息類型進(jìn)行收/發(fā)消息如有必要，則刪除消息隊列關(guān)于消息隊列說明隊列，先進(jìn)先出如果類型相同，先發(fā)送的消息將先被讀出消息被讀出則消息隊列就減少一個結(jié)點。當(dāng)消息隊列滿時的寫操作或消息隊列空時的讀操作都會阻塞。10.4 System V消息隊列1910.4 System V消息隊列msgget#include #include #include int msgget(key_t key, int msgflg);功

11、能：創(chuàng)建、打開消息隊列參數(shù)：key：消息隊列鍵值msgflg：創(chuàng)建方式返回值：成功返回消息隊列ID；失敗返回-12010.4 System V消息隊列msgsndint msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg)功能：發(fā)送消息參數(shù)：msgid：消息隊列IDmsgp：指向消息指針msgsz：消息長度msgflg：發(fā)送方式返回值：成功返回消息隊列ID；失敗返回-12110.4 System V消息隊列msgrcvssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);功能：接收消息參數(shù)：msgid：消息隊列IDmsgp：指向消息的指針msgsz：消息長度msgflg：接收方式返回值：成功返回消息正文字節(jié)數(shù)；失敗返回-12210.4 System V消息隊列msgctlint msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);功能：消息隊列控制函數(shù)參數(shù)：msgid：消息隊列IDcmd：控制命令返回值：成功返回0；失敗返回-123Linu