UnixC——进程间通信(IPC)

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2.共享内存、消息队列和信号量集遵循相同的规范，统称为 XSI IPC。

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二、管道：一种仅做为交互媒介的IPC的特殊的文件，不存储任何的数据，文件名后缀.p，只有在有读且有写操作时才能畅通，否则阻塞。

1.管道有两种用法：有名管道和无名管道。
1）有名管道：可用于所有进程之间的交互。无名管道：只能用于fork（）创建的父子进程之间的交互。
2）有名管道：程序员创建管道文件进行IPC。无名管道：系统创建和维护管道文件进行IPC。
2.使用有名管道的步骤：
   a.创建管道文件：mkfifo命令|||mkfifo("...")函数 【touch 命令和 open（）函数都无法创建管道文件】。
   b.像读写普通文件一样操作管道文件。
   c.可以删除管道文件。
注意：open 一个管道文件，权限不要用 O_RDWR。

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三、XSI IPC 的通用规范：每个 IPC 都由一个内部的ID做唯一的标识。内部ID的获取，需要借助与之对应外部key（类型 key_t）。
1. key 获取的三种方式：
   a 使用宏 IPC_PRIVATE 做 key，但外部无法获取，基本不用。
   b 使用ftok（）获取一个 key。

   c 在头文件中为每个IPC统一分配唯一的 key。

2.通过key 获取内部 id：msgget(2)、semget(2)、shmget(2)  //int msgget(key_t key, int msgflg);
3.每种IPC 结构都提供了一个 xxxctl（）函数(查询、修改和删除)。
4.所有IPC 结构都是内核管理，不使用时需要手工删除。
5.IPC 结构的相关命令：
   ipcs  - 查询当前的 IPC 结构
   ipcrm - 删除当前的 IPC 结构 （用 id 删除）
   选项：-a 所有 IPC 结构
 -m 共享内存  Shared Memory Segments
 -q 消息队列  Semaphore Arrays（更常用）
 -s 信号量集  Message Queues

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四、共享内存：以一块共享的物理内存做媒介。共享内存虽然速度最快（效率最高的IPC），但当多个进程同时写数据时，数据会互相覆盖，导致混乱。

1.共享的实现（通常情况下，两个进程无法直接映射相同的内存。）：
  a）内核先拿出一块物理内存，内核 负责管理。
  b）允许所有进程对这块内存进行映射。则两个不同的进程，就可以映射到相同的物理内存上，从而实现信息的交互。
2.编程步骤：
  a）获取 key。
  b）使用 shmget（）函数用key创建 / 获取内部的 ID。
  c）使用 shmat（）挂接共享内存（映射）- shm_nattch;  /* No. of current attaches */可以像正常操作一样使用共享内存。
  d）使用 shmdt（）脱接共享内存（解除映射）。
  e）如果确定已经不再使用，可以使用shmctl（）删除共享内存。

3.相关函数：
1）获取key：key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);/* ftok()函数使用给定的文件名（必须存在，可访问的文件）和proj_id的低8位（必须非零）来生成key_t类型System V IPC的key，适用于msgget(2), semget(2)或者shmget(2)。*/

2）获取（创建）内部ID，并设置共享内存大小：int/*ID */ shmget(key_t key, size_t size/*共享内存的大小*/, int shmflg/*flag获取时：0;新建时：IPC_CREAT|0666（权限）*/);
3）挂载内存：void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);（和mmap相似）如：void *shmat(int shmid, 0, 0);/*If  shmaddr  is NULL, the system chooses a suitable (unused) address at which to attach the segment. */ /* Return：On success shmat() returns the address of the  attached  shared  memory segment; on error (void *) -1 is returned。*/
4）脱接内存：int shmdt(const void *shmaddr);//shmaddr 是shmat（）的返回值，首地址（虚拟）。
5）查询、修改和删除共享内存：int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf /*结构体指针*/ );
       cmd 参数：1)IPC_STAT - 查询  2)IPC_SET  - 修改  3)IPC_RMID - 按ID 删除IPC 结构
       查询时：会把共享内存的信息放入第三个参数。
       修改时：只有用户id、组id和权限可以修改，大小不可修改。
       删除时：第三个参数给 0 即可。删除共享内存时，挂接数必须为 0 ，才能真正删除，否则删除只是做一个标记，等挂接数为 0 时，才能真正删除。
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五、消息队列（FIFO）：存放消息的队列。

1.消息队列实现：数据先封入消息中，然后再把消息存入队列。一般情况下，队列有满有空。可以解决多个进程同时写数据的问题。

2.编程步骤：
a）得到外部的 key。
b）使用msgget（）函数用key 创建 / 获取一个消息队列ID。
c）把数据 / 消息 存入队列 或 从队列中取出。//函数msgsnd（）存入 / msgrcv（）取出/* IPC_NOWAIT 无等待，直接返回 */
d）如果不再使用消息队列，可以msgctl（）删除。
3.相关函数：

int msgsnd(int msqid/*消息队列的ID*/, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg); 

a)msgp：消息的首地址，其中消息分为有类型消息（更规范）和无类型消息。
b)有类型消息结构：
struct Msg{ // 结构的命令可以自定义
    long mtype；//消息的类型，必须大于 0/*可通过定义宏的方式*/，接收消息时，可以按照类型有选择的接受消息
     ... ...    //数据区域，可以任意写
 }

c)size：是数据区域的大小，不包括 mtype的大小（有些时候也包括，规范情况下，不包括）。

d)flag：选项，可以是 0 代表阻塞（队列满了），也可以是IPC_NOWAIT 代表非阻塞（队列满了直接返回错误）。
e)成功返回 0，失败返回 -1。
 
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
a)msgtyp 可以让接收者有选择的接收消息，值可能是：
0 - 接收任意类型的消息（第一个，先入先出）。
>0 - 接收类型为 mtype 的特定消息。
<0 - 接收类型 小于等于 mtype 绝对值的消息，从小到大接收。
b)成功返回接收到的数据大小，失败返回 -1。

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原文地址：http://blog.csdn.net/u012627502/article/details/30990559