Linux 进程间通信(一)

Linux 进程间通信

　　进程是一个独立的资源分配单位，不同进程之间的资源是相互独立的，没有关联，不能在一个进程中直接访问另一个进程中的资源。但是，进程不是孤立的，不同的进程之间需要信息的交换以及状态的传递，因此需要进程间数据传递、同步与异步的机制。

分类

• 统一主机间进程通信
  • Unix进程间通信方式
    • 无名通道
    • 有名通道
    • 信号
  • System V进程间通信方式
    • 信号量
    • 消息队列
    • 共享内存
• 不同主机间进程通信
  • • RPC
    • Socket

消息队列IPC

简单介绍下，所有相关的API函数：

API函数	用途
msgget	创建一个新的消息队列
	获取消息队列ID
msgsnd	向消息队列发送消息
msgrcv	从消息队列接受消息
msgctl	获得消息队列的信息
	设置消息队列的信息
	删除消息队列

函数原型如下：

// 函数原型
#include <sys/msg.h>

int msgget( key_t key, int msgflag);
/*
key为消息队列的描述符
msgflag是一个设置选项,可以设置权限

返回值为消息队列ID
*/

int msgctl( int msgid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
/*
msgid是msgget的返回值
cmd ：IPC_STAT 获取消息队列当前的状态信息，保存到buf指向的空间
             IPC_SET  设置消息队列的属性
             IPC_RMID 从内核中删除msgid标识的消息队列
*/

int msgsnd( int msgid, struct msgbuf *msgp, size_t msgsz, int msgflag);
/*
msgid为消息队列ID
msgbuf 指向要发送的消息
msgsize 消息的大小
msgflag 操作标志位
*/

int msgrcv(int msgid, struct msgbuf *msgbuf, size_t msgsize, long int msgtype, int msgflag);
/*
msgtype用来指定要接收的消息，分三种情况：
等于 0 返回消息队列中的第一个消息
大于0  返回消息队列中类型为msgtype的第一个消息
小于0 返回消息队列中类型值小于等于msgtype绝对值的消息中类型值最小的第一条消息
*/

例子：

 #include <stdio.h>
 #include <sys/msg.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/ipc.h>

 int main()
 {
     int msgid;

     //通过这样可以避免标识符的重复
     //key_t myKey;
     //myKey = ftok("/home/queues/myqueue", 0);

     msgid = msgget( 0x111, IPC_CREAT|);
     if(msgid >= )
         printf("Created a Msg Queue %d\n", msgid);

     return ;
 }

 创建消息队列

创建消息队列

 #include <stdio.h>
 #include <sys/msg.h>
 #include <sys/types.h>

 int main(int argc, char **argv)
 {
     int msgid, ret;
     struct msqid_ds buf;

     //获取消息队列
     msgid = msgget(0x111, );

     if(msgid >= ){
         ret = msgctl(msgid, IPC_STAT, &buf);
         buf.msg_qbytes = ;

         ret = msgctl(msgid, IPC_SET, &buf);

         if(ret == ){
             printf("change queue size success");
         }
     }

     return ;
 }

配置消息队列

 #include <stdio.h>
 #include <sys/msg.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <string.h>

 typedef struct{
     long type;
     float fval;
     unsigned int unival;
     char message[];
 }myType;

 int main()
 {
     myType msg;
     int qid,ret;

     qid = msgget(0x111, );
     if(qid > ){
         msg.type = 1L;
         msg.fval = 123.456;
         msg.unival = ;
         strcpy( msg.message, "this is a msg in queue\n");

         ret = msgsnd(qid, (struct msgbuf*)&msg, sizeof(myType), );
         if(ret != -)
             printf("sent success!\n");
     }

     return ;
 }

向消息队列发送消息

 #include <stdio.h>
 #include <sys/msg.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <string.h>

 typedef struct{
     long type;
     float fval;
     unsigned int unival;
     char message[];
 }myType;

 int main()
 {
     myType msg;
     int qid,ret;

     qid = msgget(0x111, );
     if(qid >= ){

         ret = msgsnd(qid, (struct msgbuf*)&msg, sizeof(myType), );
         if(ret != -)
             printf("recv success!\n");
             printf("type : %ld\n", msg.type);
             printf("float value: %f\n", msg.fval);
             printf("Unit value: %d\n", msg.unival);
             printf("String value: %s\n", msg.message);
     }

     return ;
 }

从消息队列读取消息

共享内存

　　使用消息队列时，一个进程要向队列中写入消息，这要引起从用户地址空间的一次复制，当另外一个进程要从消息队列中读取消息时，又要进行一次从内核空间向用户空间的一次复制。而共享内存的优点就是完全省去了这些复制操作。

　　简单介绍下API函数：

API函数	用途
shmget	创建一个新的共享内存区段
	取得一个已经创建的共享内存区段的描述符
shmctl	取得一个共享内存区段的信息
	为一个共享内存区段设置特定的信息
	删除一个共享内存区段
shmat	挂接一个共享内存区段
shmdt	与一个共享内存区段分离

　　函数原型如下：

//函数原型
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>

int shmget( key_t key, size_t size, int shmflag );
/*
key为描述符
size为共享内存区段的大小
shmflag为指令和权限设置
*/

int shmctl( int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf );
/*
shmid指共享内存ID
cmd为指令
*/

void *shmat( int shmid, const void *shmaddr, int shmflag);
/*
shmaddr指定共享内存出现在进程内存地址的什么位置，直接指定为NULL让内核自己决定一个合适的地址位置
shmflg SHM_RDONLY：为只读模式，其他为读写模式
*/

int shmdt( const void *shmaddr );

例子：

 #include <stdio.h>
 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/shm.h>

 int main()
 {
     int shmid;

     shmid = shmget( 0x123, , IPC_CREAT|);
     if(shmid >= )
         printf("Created a shared memory %d\n", shmid);

     return ;
 }

创建共享内存

 #include <stdio.h>
 #include <sys/shm.h>
 #include <errno.h>
 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/types.h>

 int main(int argc, char **argv)
 {
     int shmid, ret;
     struct shmid_ds shmds;

     //获取共享内存
     shmid = shmget(0x123, , );

     if(shmid >= ){
         ret = shmctl(shmid, IPC_STAT, &shmds);
         if(ret == ){
             printf("shared memory size : %d/n", shmds.shm_segsz);
             printf("attaches number: %d/n", (int)shmds.shm_nattch);
         }else
             printf("shmctl error!\n");
     }else
         printf("shared memory not found!\n");

     return ;
 }

取得共享内存

 #include <stdio.h>
 #include <sys/shm.h>
 #include <errno.h>
 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <string.h>

 int main(int argc, char **argv)
 {
     int shmid, ret;
     void* mem;

     //获取共享内存
     shmid = shmget(0x123, , );

     if(shmid >= ){

         mem = shmat( shmid, (const void*),  );

         strcpy((char*)mem, "This is a shared memory\n");

         ret = shmdt(mem);

     }else
         printf("shared memory not found!\n");

     return ;
 }

写入共享内存

 #include <stdio.h>
 #include <sys/shm.h>
 #include <errno.h>
 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <string.h>

 int main(int argc, char **argv)
 {
     int shmid, ret;
     void* mem;

     //获取共享内存
     shmid = shmget(0x123, , );

     if(shmid >= ){

         mem = shmat( shmid, (const void*),  );

         printf("%s", (char*)mem);

         ret = shmdt(mem);

     }else
         printf("shared memory not found!\n");

     return ;
 }

读取共享内存

 #include <stdio.h>
 #include <sys/shm.h>
 #include <errno.h>
 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/types.h>

 int main(int argc, char **argv)
 {
     int shmid, ret;

     //获取共享内存
     shmid = shmget(0x123, , );

     if(shmid >= ){
         ret = shmctl(shmid, IPC_RMID, );
         if(ret == ){
             printf("shared memory removed!");
         }else
             printf("shmctl error!\n");
     }else
         printf("shared memory not found!\n");

     return ;
 }

删除共享内存

参考

GNU/Linux环境编程

http://blog.sina.com.cn/s/blog_7f98bac10100s91d.html

http://www.cnblogs.com/joeblackzqq/archive/2011/05/31/2065161.html

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