Linux 进程间通信(一)

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|0666);
if(msgid >= 0)
printf("Created a Msg Queue %d ", msgid);

return 0;
}

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, 0);

if(msgid >= 0){
ret = msgctl(msgid, IPC_STAT, &buf);
buf.msg_qbytes = 4096;

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

if(ret == 0){
printf("change queue size success");
}
}

return 0;
}

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[1024];
}myType;

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

qid = msgget(0x111, 0);
if(qid > 0){
msg.type = 1L;
msg.fval = 123.456;
msg.unival = 256;
strcpy( msg.message, "this is a msg in queue ");

ret = msgsnd(qid, (struct msgbuf*)&msg, sizeof(myType), 0);
if(ret != -1)
printf("sent success! ");
}

return 0;
}

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[1024];
}myType;

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

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

ret = msgsnd(qid, (struct msgbuf*)&msg, sizeof(myType), 0);
if(ret != -1)
printf("recv success! ");
printf("type : %ld ", msg.type);
printf("float value: %f ", msg.fval);
printf("Unit value: %d ", msg.unival);
printf("String value: %s ", msg.message);
}

return 0;
}

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, 4096, IPC_CREAT|0666);
if(shmid >= 0)
printf("Created a shared memory %d ", shmid);

return 0;
}

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, 0, 0);

if(shmid >= 0){
ret = shmctl(shmid, IPC_STAT, &shmds);
if(ret == 0){
printf("shared memory size : %d/n", shmds.shm_segsz);
printf("attaches number: %d/n", (int)shmds.shm_nattch);
}else
printf("shmctl error! ");
}else
printf("shared memory not found! ");

return 0;
}

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, 0, 0);

if(shmid >= 0){

mem = shmat( shmid, (const void*)0, 0 );

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

ret = shmdt(mem);

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

return 0;
}

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, 0, 0);

if(shmid >= 0){

mem = shmat( shmid, (const void*)0, 0 );

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

ret = shmdt(mem);

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

return 0;
}

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, 0, 0);

if(shmid >= 0){
ret = shmctl(shmid, IPC_RMID, 0);
if(ret == 0){
printf("shared memory removed!");
}else
printf("shmctl error! ");
}else
printf("shared memory not found! ");

return 0;
}

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