企业官网建设流程全解析

进程间通信下（IPC）

总共五种，分别是：管道、信号量、消息队列、共享内存、套接字

使用ipcs可以看到Linux下存在的IPC

ipcrm -m+shmid 删除指定共享内存

ipcrm -s+semid 删除指定信号量

ipcrm -q+msqid 删除指定消息队列

3.共享内存

共享内存允许多个进程共享同一块物理内存区域。这意味着：

• 一个进程写入共享内存的数据，其他进程可以立即看到

• 不需要内核在进程间复制数据（这是它快的主要原因）

• 进程可以直接读写内存，就像操作普通内存一样

零拷贝、速度快、容量大

共享内存函数：

#include <sys/shm.h> int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

参数key_t key，共享内存段的键值（跟信号量的semget()参数非常像不是吗）

参数size_t size，共享内存的内存大小（信号量这里是信号量个数）

参数int shmflg，权限和创作标志（依旧和信号量一模一样）

权限位与文件权限类似（0600），创建选项：

• IPC_CREAT：如果不存在则创建，如果已存在则忽略

• IPC_EXCL：与IPC_CREAT一起使用，如果已存在则失败

返回值：创建成功返回共享内存的标识符（非负整数），失败返回-1（共享内存的shmget()函数和信号量的semget()相似程度极高，结合起来进行记忆）

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

参数int shmid，shmget()返回的共享内存标识符

参数const void* shmaddr，指定附加地址，通常填NULL就行

参数int shmflg，附加标志（填0就行，感觉有点故弄玄乎）

返回值

成功返回共享内存段在进程地址空间中的起始地址，失败返回(void*)-1（这个函数理解成将共享内存的地址映射过来的作用就行，填写参数也非常简单）

int shmdt(const void *s);

非常简单的函数，作用是当前进程失去对这块共享内存的控制（即解除映射）

参数const void* s，共享内存段在进程地址空间中的起始地址（函数shmat()的返回值）

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

参数int shmid，同上，共享内存标识符

参数int cmd，控制命令

• IPC_RMID：标记删除共享内存段（当所有进程都分离后真正删除）

• IPC_STAT：获取共享内存状态信息

• IPC_SET：设置共享内存参数

参数struct shmid_ds* buf，指向状态结构的指针（我才发现老师疏忽了这个函数...这个是啥意思我也不懂捏）

下面通过一段简单的代码演示共享内存的用法：

此时通过a进程往共享内存中写入了一句"hello"，a进程结束后，并没有调用shmctl()函数，所以这块共享内存依旧存在。

注：第一个参数的键值必须相同才能指向同一片空间，而因为当前空间已经被创建，所以后面两个参数填多少都已经无所谓了。此时b进程也映射了这块共享内存，可以对里面的内容进行访问了。

此时对a进程和b进程进行编写，可以得到共享内存的数据。

但是此时存在一个问题：我们若是先运行b，此时共享内存中还什么内容都没有写入，则b进程是读取不到内容的（或是读取到随机值），那么就必须控制b进程在a进程之后才能读取共享内存，有什么办法可以做到呢？

很容易便可以想到通过信号量的pv操作来控制进程的先后，让a进程写一次，b进程就可以读取一次。那么此时就会引发第二个问题，我们需要几个信号量？信号量的初值？p，v操作该放到哪里？

毫无疑问，我们需要两个信号量（s1和s2），其中s1控制a进程是否往共享内存中写入数据，所以初值为1（即一开始就可以写入数据），而s2控制b进程能否读取共享内存中的数据，所以初值为0（即一开始共享内存无数据，所以不能进行读取）。

如图所示，s1先进行p操作减为0，此时写入数据，然后对s2进行v操作＋1，则此时b进程不会再被阻塞住，读出数据后再对s1进行v操作，使得s1恢复到初值，循环成立。

sem.c的代码为：

#include "sem.h"

int semid = -1;

void sem_init()//创建两个信号量，或 获取id
{
semid = semget((key_t)1234,2,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0600);//全新创建，已存在，则失败
if( semid == -1 )
{
semid = semget((key_t)1234,2,0600);//获取
if( semid == -1 )
{
printf("semget err\n");
}
}
else
{
union semun a;
int arr[2] = {1,0};
for(int i = 0; i < 2; i++)
{
a.val = arr[i];
if( semctl(semid,i,SETVAL,a) == -1 )
{
printf("semctl setval err\n");
}
}
}
}

void sem_p(enum SEMID index)
{
struct sembuf buf;
buf.sem_num = index;
buf.sem_op = -1;//p
buf.sem_flg = SEM_UNDO;
if( semop(semid,&buf,1) == -1 )
{
printf("p err\n");
}
}
void sem_v(enum SEMID index)
{
struct sembuf buf;
buf.sem_num = index;
buf.sem_op = 1;//v
buf.sem_flg = SEM_UNDO;
if( semop(semid,&buf,1) == -1 )
{
printf("v err\n");
}

}
void sem_destroy()
{
if( semctl(semid,0,IPC_RMID) == -1 )
{
printf("destroy err\n");
}
}
（最好自己实现一遍，会更好理解，代码本身也不难，主要还是记忆）

a.c与b.c的代码(仅展示与之前不同的地方)：

a.c b.c

至此，通过信号量来控制a进程写入一句话，b进程才能读取一段话的程序便设计完成了，通过编译运行来看看结果：

当输入end时，a进程和b进程同时结束。

4.消息队列

一种异步通信机制，用于在分布式系统中传递消息。它允许不同的应用程序或服务通过发送和接收消息来进行通信，而无需彼此直接连接或同时在线。

消息队列函数：

消息队列要求消息结构必须包含一个 long 类型的消息类型字段：

// 基本消息结构 struct msgbuf { long mtype; // 消息类型，必须 > 0 char buff[32]; // 消息数据（可以是任意类型） };

#include <sys/msg.h> int msgget(key_t key, int msgflg);

参数key_t key，消息队列的键值（依旧键值，和前面的相似）

参数int msgflg，权限标志

权限位与文件权限类似（0600），创建选项：

• IPC_CREAT：如果不存在则创建，如果已存在则忽略

• IPC_EXCL：与IPC_CREAT一起使用，如果已存在则失败

返回值：消息队列标识符（和信号量以及共享内存很像，就是少了一个参数）

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);（发送消息）

参数int msqid，消息队列标识符（依旧msgget()返回值）

参数const void* msgp，指向消息缓冲区的指针（即基本消息结构体的指针）

参数size_t msgsz，消息数据的长度（上面结构体中sizeof(buff)的大小）

参数int msgflg，发送标志，一般填0即可

返回值：成功为0，失败-1。

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);（接收消息）

参数int msqid，消息队列标识符（依旧msgget()返回值）

参数const void* msgp，指向消息缓冲区的指针（即基本消息结构体的指针）

参数size_t msgsz，消息数据的长度（上面结构体中sizeof(buff)的大小）

参数long msgtyp,接收指定的消息类型（上面结构体中的mtype对应），若是=0则接收所有消息，<0则接收mtype最小的消息

参数int msgflg，发送标志，一般填0即可

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);（控制消息队列）

参数int msqid，消息队列标识符（依旧msgget()返回值）

参数int cmd，控制命令

• 常用命令：

  • IPC_RMID：立即删除消息队列

  • IPC_STAT：获取消息队列状态信息

  • IPC_SET：设置消息队列参数

  • IPC_INFO：获取系统消息队列限制信息（Linux 特有）

  • MSG_INFO：获取消息队列资源使用情况（Linux 特有）

参数 struct msqid_ds* buf，指向状态结构的指针

返回值：成功为0，失败-1。

演示代码：

发送消息 接收消息

个人小结：IPC这块感觉很难记啊，不过好在自己编了一次代码之后理解倒是深了一部分，不过感觉还是差得远啊，后面就到线程了，这块还是要不断复习，牢固记忆。