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  • volcanol的工控博客

    一、进程间通信

           linux下面提供了多种进程间通信的方法, 管道、信号、信号量、消息队列、共享内存、套接字等。下面我们分别
    介绍管道、信号量、消息队列、共享内存。
           信号和套接字在后续介绍。
     
    1、管道
        管道又分为无名管道、命名管道。   无名管道用于父子进程间通信, 而命名管道则可以用于同一计算机上运行的
    两个进程间的通信。管道可以用类似“水管”的原理来理解。
     
    1)无名管道
        要在父子进程进程间使用管道进行通信,那么先需要创建管道, 在linux中使用 pipe()创建管道。其原型如下:
    PIPE(2)                    Linux Programmer’s Manual                   PIPE(2)
    NAME
           pipe - create pipe
    SYNOPSIS
           #include <unistd.h>
    
           int pipe(int filedes[2]);  //参数为一个长度为2 的整型数组的数组首地址, 为输出参数,
        返回值:
                   成功创建管道返回0; 失败则返回-1; 
        
        管道分为两端,一端用来写,另一端则用来读(可以想象为水管,位置高的一端进水,位置低的一端将水流出去) 。
    pipe()函数的输出参数 filedes[0] 用于读取数据, filedes[1] 用于写入数据。
        管道的操作和普通文件的操作一样, 但是要注意,读的时候要将写端关闭,写的时候要将读端关闭。  
     
    Exp:  pipe.c   首先测试从父进程给子进程写数据。
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdlib.h>
    
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        int fd_pipe[2];
        pid_t pid;
        char buf[32];
    
        //创建管道
        if( pipe(fd_pipe) )
        {
           perror("create pipe");
           exit(1);
        }
    
        pid=fork();
        if( 0==pid )
        {
            /*close(fd_pipe[1]); //关闭写端*/
            read(fd_pipe[0], buf,sizeof(buf));
            printf("in child process read data from pipe.
    ");
            printf("the data read from pipe is:%s
    ",buf);
            exit(0);
        }
        /*close(fd_pipe[0]); //关闭读端*/
        write(fd_pipe[1], "pipe test",sizeof("pipe test"));
        sleep(1);
        return 0;
    }
        程序执行情况如下:
    [root@localhost ipc]# gcc main.c 
    [root@localhost ipc]# ./a.out 
    in child process read data from pipe.
    the data read from pipe is:pipe test
        利用系统调用 read()、write()进行操作的时候管道默认是阻塞的,如果管道没有数据可读,那么read( )函数就
    阻塞,直到有数据读才返回。
       Exp:  pipe.c  子进程写入数据到管道,父进程从管道读取数据
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdlib.h>
    
    #define CHAR  "pipe test from child to parent
    "
    
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        int fd_pipe[2];
        pid_t pid;
        char buf[32];
    
        //创建管道
        if( pipe(fd_pipe) )
        {
           perror("create pipe");
           exit(1);
        }
    
        pid=fork();
        if( 0==pid )
        {
            close(fd_pipe[0]);
            write(fd_pipe[1],CHAR,sizeof(CHAR));
            exit(0);
        } 
        
        close(fd_pipe[1]);
        read(fd_pipe[0],buf,sizeof(buf));
        printf("data from child is: %s",buf);
    
        return 0;
    }
        执行结果如下:
    [root@localhost ipc]# gcc main.c 
    [root@localhost ipc]# ./a.out 
    data from child is: pipe test from child to parent
    2)命名管道
        命名管道用于系统中两个进程之间通信;命名管道可用于系统中两个没有亲缘关系的进程进行通信(也可以用于父
    子进程间的通信) 。
        要使用命名管道,则需要创建命名管道,用函数 mkfifo () 创建命名管道。其原型如下:
    MKFIFO(3)                  Linux Programmer’s Manual                 MKFIFO(3)
    NAME
           mkfifo - make a FIFO special file (a named pipe)
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/stat.h>
    
           int mkfifo( const char *pathname,   //生成的管道特殊文件的位置和文件名
                       mode_t mode);   //管道特殊文件的访问权限
    返回值:    
           成功创建管道文件返回0, 失败返回 -1.
        
        创建号管道特殊文件后,就可以和访问普通文件一样访问管道特殊文件。
     
    Exp:  测试命名管道    pipe-w.c  创建命令管道并向管道写入数据
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <fcntl.h>
    #include  <sys/stat.h>
    
    #define CHAR  "pipe named
    "
    
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        int fd;
        int ret;
    
        //创建管道
        ret=mkfifo("./fifo-pipe",0666);
        if(ret)
        {
            perror("mkfifo: fifo-pipe");
            exit(0);
        }
    
        fd=open("./fifo-pipe",O_WRONLY);
        write(fd,CHAR,sizeof(CHAR));
    
        close(fd);
        return 0;
    }
        pipe-r.c 打开pipe-w.c 文件,并且从命名管道读取数据:
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <fcntl.h>
    
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        int fd;
        int ret;
        char buf[32];
    
        //打开命名管道文件
        fd=open("./fifo-pipe",O_RDONLY);
        if(-1 == fd)
        {
            perror("open fifo-pipe");
            exit(1);
        }
    
        ret=read(fd,buf,sizeof(buf));
        if(ret<0)
        {
            perror("read fifo-pipe");
            exit(1);
        }
        printf("the data read from fifo pipe:%s
    ",buf);
    
        close(fd);
        return 0;
    }
    程序的执行结果如下:
        pipe-w.c 生成wp ,  pipe-r.c 生成rp
    [root@localhost pipe]# ll                           //查看没有 fifo-pipe 的命名管道文件
    总计 28
    -rw-r--r-- 1 root root  560 12-11 16:57 pipe_fork.c
    -rw-r--r-- 1 root root  500 12-11 17:15 pipe-r.c
    -rw-r--r-- 1 root root  405 12-11 17:17 pipe-w.c
    -rwxr-xr-x 1 root root 5359 12-11 17:15 rp
    -rwxr-xr-x 1 root root 5296 12-11 17:17 wp
    [root@localhost pipe]# ./wp &      //wp运行,并且进入后台
    [1] 29409
    [root@localhost pipe]# jobs        
    [1]+  Running                 ./wp &      //wp在后台运行, 等待命名管道的数据被读取, 即wp  阻塞
    [root@localhost pipe]# ./rp            //rp 读取管道数据,
    the data read from fifo pipe:pipe named     //数据读取成功
    
    [1]+  Done                    ./wp                //管道中的数据被读取完后,wp不再阻塞,返回
    [root@localhost pipe]# jobs
    [root@localhost pipe]# ll
    总计 28
    prw-r--r-- 1 root root    0 12-11 17:23 fifo-pipe           //生成一个命名管道文件
    -rw-r--r-- 1 root root  560 12-11 16:57 pipe_fork.c
    -rw-r--r-- 1 root root  500 12-11 17:15 pipe-r.c
    -rw-r--r-- 1 root root  405 12-11 17:17 pipe-w.c
    -rwxr-xr-x 1 root root 5359 12-11 17:15 rp
    -rwxr-xr-x 1 root root 5296 12-11 17:17 wp
    [root@localhost pipe]# 
        要点:
                在进程操作管道的时候, write 和 read 都是阻塞的; 如果写的数据没有被读取走,那么就会写的进程就会
    在 write 函数阻塞;  如果读数据的时候,管道没有数据,那么就会等待管道里面别写入数据,进程在read 函数阻塞。
     
     
    2、消息队列
        消息队列也是linux下进程间通信的一种方式, 如果要使用消息队列在进程间进行通信,必须创建一个消息队列
    或者打开一个已经存在的消息队列。
        要打开一个已经存在的消息队列,或者创建一个新的消息队列,则必须先获取一个关于消息队列的IPC键值;通过函
    数 ftok( )获取消息队列的IPC键值。
        ftok 的原型如下:
    FTOK(3)                    Linux Programmer’s Manual                   FTOK(3)
    NAME
           ftok - convert a pathname and a project identifier to a System V IPC key
                     //由一个特定的工程号和文件生成一个特定的IPC键值,  
    SYNOPSIS
           # include <sys/types.h>
           # include <sys/ipc.h>
    
           key_t ftok(const char *pathname,    //文件名
                      int proj_id);   //工程号
    返回值:
                成功返回 IPC键值, 失败返回-1.
        要点:
                如果文件名和工程号一致,内核保证在任何进程中都将得到同样的 IPC 键值。
     
        有了消息队列的IPC键值后,就是创建或者打开消息队列, 通过 msgget( ) 创建或打开一个消息队列, 其原型如下:
    MSGGET(2)                  Linux Programmer’s Manual                 MSGGET(2)
    NAME
           msgget - get a message queue identifier
    
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/ipc.h>
           #include <sys/msg.h>
    
           int msgget( key_t key,      //IPC 键值
                       int msgflg);   //打开或者创建标志, 可以取值 IPC_CREAT
        返回值:
                如果成功,返回消息队列的ID号, 失败返回 -1。
     
        创建了消息队列或者打开已经消息队列后,就需要完消息队列中添加消息,即发送消息; 发送消息通过函数 msgsnd( )
    实现。
        当发送完消息后,就可以从消息队列中获取消息,从消息队列中读取消息用函数 msgrcv( )实现。
        原型如下:
    MSGOP(2)                   Linux Programmer’s Manual                  MSGOP(2)
    NAME
           msgop - message operations
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/ipc.h>
           #include <sys/msg.h>
    
           int msgsnd(int msqid,     //消息队列ID
                      const void *msgp,    //要发送的消息的消息结构体
                      size_t msgsz,    //消息字符串的大小,或者消息结构的大小
                      int msgflg);      // 消息标志
    
           ssize_t msgrcv(int msqid,   //消息队列ID
                          void *msgp,     //接受消息的消息结构体指针
                          size_t msgsz,   //消息结构体的大小
                          long msgtyp,  //指定要接收到消息的类型
                          int msgflg);   //消息标志
        要发送或接收消息,还需要定义一个如下格式的结构体:
                struct msgbuf {
                     long mtype;     /* message type, must be > 0 */     //消息类型, 这个值必须大于 0
                     char mtext[1];  /* message data */    //要发送的消息数据, 字符数组长度可以根据实际需要定义
                };
     
        消息队列使用完后,需要删除消息队列,通过 msgctl 函数实现,这是一个与ioctl 函数类似的函数,其原型如下:
    MSGCTL(2)                  Linux Programmer’s Manual                 MSGCTL(2)
    NAME
           msgctl - message control operations
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/ipc.h>
           #include <sys/msg.h>
    
           int msgctl(int msqid,     //消息队列ID
                            int cmd,        //操作命令, 操作命令有很多,删除消息队列用 IPC_RMID 命令
                            struct msqid_ds *buf);   //输出参数,通过这个结构体可获取消息队列的状态信息,如果不需要获取
                                                                  //消息队列的信息,那么就设置为NULL
        返回值: 
                    成功删除(cmd=IPC_RMID)返回0 ,失败返回-1.
     
    Exp: 发送消息的源文件:  msgsnd.c  
    #include <stdio.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    #include <stdlib.h>
    
    typedef struct 
    {
        long type;
        char data[128];
    }msgbuf;
    
    int main(void)
    {
        int ret;
        key_t key;
        int msgid;
        msgbuf msg={
        type: 1,
        data: "this is a message queue test.
    ",
        };
    
        //获取键值
        key=ftok("./msgsnd.c",1);
        if(-1 == key)
        {
            perror("ftok");
            exit(1);
        }
    
        //打开或创建一个消息队列
        msgid=msgget(key,IPC_CREAT);
        if(-1 == msgid )
        {
            perror("msgget");
            exit(2);
        }
    
        //发送消息
        ret=msgsnd(msgid,&msg,sizeof(msgbuf),0);
        if(-1 == ret)
        {
            perror("msgsnd");
        }
    
        return 0;
    }
        接收消息的源代码文件:  msgrcv.c
    #include <stdio.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    #include <stdlib.h>
    
    typedef struct
    {
        long type;
        char data[128];
    }msgbuf;
    
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        int ret;
        key_t key;
        int msgid;
        msgbuf msg;
    
        //获取键值
        key=ftok("./msgsnd.c",1);
        if(-1 == key )
        {
            perror("ftok");
            exit(1);
        }
    
        //打开消息队列
        msgid=msgget(key,0);
        if(-1 == msgid )
        {
            perror("msgget");
            exit(2);
        }
    
        //接收消息
        ret=msgrcv(msgid, &msg, sizeof(msgbuf),1,0);
        if(-1 == ret)
        {
            perror("msgrcv");
            exit(3);
        }
        printf("the recive message is: %s",msg.data);
    
        //删除消息队列
        msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);
    
        return 0;
    } 
    测试结果如下:
    [root@localhost msg]# gcc msgsnd.c  -o snd
    [root@localhost msg]# gcc msgrcv.c -o rcv
    [root@localhost msg]# ./snd 
    [root@localhost msg]# ./rcv 
    the recive message is: this is a message queue test.
    [root@localhost msg]# 
    3、信号量
        信号量主要用于两个进程间同步的,一般用于多进程间的同步操作。
        例如当两个进程同时要访问声卡的时候,那么就需要控制声卡先由那个进程操作,等第一个进程操作完后,其他进程
    才能进行操作; 但是为什么我们可以同时用mplayer 还能同时使用kmplyer播放音乐呢? 从用户的角度来看,确实是这
    样的,但是从硬件的角度来看,在某一时刻声卡就只能为一个应用层程序服务,当两个应用程序同时对声卡进行操作时就
    会出现异常,为了防止这种异常,需要进行对两个进程进行控制,当有一个进程获取声卡的控制权后,另外的一个进程就
    不能在同一时刻访问声卡,这就是互斥操作。(可以这样测试, 在windows的操作系统上安装VM虚拟机,打开windows
    media player, 然后启动虚拟机(设置虚拟机在启动的时候自动挂载声卡设备),这时候声卡就会工作不正常,会出现
    一小段时间的异常, 声音不正常,这就是出现两个应用程序同时使用声卡出现的异常)。
        信号量就是为解决类似的问题而设计的,信号量用来控制应用程序在同一时刻对某一系统资源的访问(这个系统资源
    也称作临界资源,访问临界资源的代码,也称作临界区代码)。
        信号量用结构体 struct sembuf 描述,其定义如下:
    /* semop system calls takes an array of these. */
    struct sembuf {
        unsigned short  sem_num;    /* semaphore index in array */  //信号量集合中的信号量索引值,即表示信号量集合中第几个信号量
        short       sem_op;    /* semaphore operation */ //要对信号量进行的操作,=-1 表示信号量不可获取, =1 表示可以获取信号量
        short       sem_flg;   /* operation flags */      //信号量标志
    };
        这里有一点需要说明:  通常对信号量进行操作分为 P操作、V操作,当设置 sem_op = -1 时表示进行P操作,
    sem_op = 1 时表示要进行V操作。
     
        和消息队列一样,要使用信号量,首先需要获取一个用于信号量到IPC键值, 用 ftok( ) 函数获取。 获取到用于
    信号量到IPC键值后,还需要创建或者打开一个已经存在的信号量,通过打开或创建信号量获取一个关于信号量的
    信号量ID;然后通过对信号量ID进行操作,就可以使用信号量。
        通过semget()函数创建或打开一个信号量,并获取关于信号量的ID; 原型如下:
    SEMGET(2)                  Linux Programmer’s Manual                 SEMGET(2)
    NAME
           semget - get a semaphore set identifier   //获取一个信号集合的ID
    
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/ipc.h>
           #include <sys/sem.h>
    
           int semget( key_t key,      //IPC键值
                       int nsems,    //信号量集合中信号量的个数, 要创建的信号量到个数
                       int semflg);   //信号量的标志, 同OPEN的打开标志类似
          在获取信号量集合ID后,需要对信号量进行一些设定(或者说信号量初始化),然后才能操作,通过函数 semctl( )对
    信号量进行初始化操作; setctl( )的原型如下:
    SEMCTL(2)                  Linux Programmer’s Manual                 SEMCTL(2)
    NAME
           semctl - semaphore control operations
    
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/ipc.h>
           #include <sys/sem.h>
    
           int semctl(int semid,    //信号量集合ID 
                      int semnum,   //信号量集合中的信号量索引值
                      int cmd,    //要对信号量进行的操作,可以使用的命名: IPC_SET、IPC_STAT、IPC_INFO、GETVAL、SETVAL......
                      ...);  //最后一个参数根据 操作的不同,可以传递,也可以不传递
        返回值:
                如果成功返回0 ,失败返回-1.(操作为 IPC_GETVAL, 成功返回信号量到值 )。
        SETVAL: 对信号量进行设置。 这时候,要传递4个参数, 最后一个可变参数,要定义一个类型如下:
               union semun {
                   int              val;    /* Value for SETVAL */
                   struct semid_ds *buf;    /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
                   unsigned short  *array;  /* Array for GETALL, SETALL */
                   struct seminfo  *__buf;  /* Buffer for IPC_INFO
                                               (Linux specific) */
               };
        这是一个联合体类型,根据不同的操作命令,传递的值表示不同的意义。
     
        可以通过 semop( )函数来操作信号量,其原型如下:
    SEMOP(2)                   Linux Programmer’s Manual                  SEMOP(2)
    
    NAME
           semop, semtimedop - semaphore operations
    
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/ipc.h>
           #include <sys/sem.h>
    
           int semop(int semid,    //信号量集合ID
                     struct sembuf *sops,    //信号量结构体指针
                     unsigned nsops);   //表示要操作的信号量个数
    
           int  semtimedop(int  semid,   //信号量集合ID
                           struct  sembuf *sops,   //信号量结构体指针
                           unsigned nsops,  //表示要操作的信号量个数
                           struct timespec  *timeout);  //表示超时等待时间,如果在超时时间内没有获取到可操作的信号量,就返回
    Exp:  测试 信号量到代码,
    #include <stdio.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/sem.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <stdlib.h>
    
    int main(void)
    {
        int i;
        int j;
        int ret;
        int fd;   
        pid_t pid;
        key_t key;
        int semid;
        char buf[64];
        int size;
        struct sembuf sembuf;
    
        /*sembuf=(struct sembuf*)malloc(sizeof (struct sembuf));*/
        //打开文件,用来进行操作
        fd=open("./test",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,0666);
        if(-1 == fd)
        {
            perror("open");
            exit(1);
        }
    
        //IPC键值
        key=ftok("./main.c",1);
        if(-1 == key)
        {
            perror("ftok");
            exit(2);
        }
    
        //获取信号量集合的ID
        semid=semget(key,1,IPC_CREAT);
        if(-1 == semid )
        {
            perror("semget");
            exit(3);
        }
    
        //初始化信号量集合中的第一个信号量,设定信号量的值为0 , sem.sem_op = 0;
        ret=semctl(semid, 0, SETVAL, 1);
    
        pid=fork();
        if( pid==0 )   
        //----------------子进程------------
        {
            //信号量的P 操作, 即加锁信号量
            sembuf.sem_num=0;
            sembuf.sem_op=-1;
            sembuf.sem_flg=0;
            semop(semid,&sembuf,1);
    
            size=sprintf(buf,"pid=%d, ppid=%d
    ",getpid(),getppid());
            for(i=0;i<5;i++)
            {
                j=0;
                while(j<size)
                {
                   ret=write(fd,&buf[j++], 1);
                   if(-1 == ret)
                   {
                      perror("write");
                      exit(4);
                   }
                    usleep(1);
                }
            }
            //信号量的V操作,即解锁信号量
            sembuf.sem_num=0;
            sembuf.sem_op=1;
            sembuf.sem_flg=0;
            semop(semid,&sembuf,1);
            
            exit(0);
        }//---------------子进程结束---------------------
    
        //-----------------------父进程---------------
        //信号量的P 操作, 即加锁信号量
        sembuf.sem_num=0;
        sembuf.sem_op=-1;
        sembuf.sem_flg=0;
        semop(semid,&sembuf,1);
    
        size=sprintf(buf,"pid=%d, ppid=%d
    ",getpid(),getppid());
        for(i=0;i<5;i++)
        {
            j=0;
            while(j<size)
            {
                ret=write(fd,&buf[j++], 1);
                if(-1 == ret)
                {
                    perror("write");
                    exit(4);
                }
                usleep(1);
            }
        }
    
        //信号量的V操作,即解锁信号量
        sembuf.sem_num=0;
        sembuf.sem_op=1;
        sembuf.sem_flg=0;
        semop(semid,&sembuf,1);
    
        semctl(semid,0,IPC_RMID);
        close(fd);
    
        return 0;
    }
    代码执行后生成的test文件内容如下:
    pid=1114, ppid=714
    pid=1114, ppid=714
    pid=1114, ppid=714
    pid=1114, ppid=714
    pid=1114, ppid=714
    pid=1115, ppid=1
    pid=1115, ppid=1
    pid=1115, ppid=1
    pid=1115, ppid=1
    pid=1115, ppid=1
    如果将信号量的加锁和解锁取消, 代码如下:
    #include <stdio.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/sem.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <stdlib.h>
    
    int main(void)
    {
        int i;
        int j;
        int ret;
        int fd;   
        pid_t pid;
        key_t key;
        int semid;
        char buf[64];
        int size;
        struct sembuf sembuf;
    
        /*sembuf=(struct sembuf*)malloc(sizeof (struct sembuf));*/
        //打开文件,用来进行操作
        fd=open("./test",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,0666);
        if(-1 == fd)
        {
            perror("open");
            exit(1);
        }
    
        //IPC键值
        key=ftok("./main.c",1);
        if(-1 == key)
        {
            perror("ftok");
            exit(2);
        }
    
        //获取信号量集合的ID
        semid=semget(key,1,IPC_CREAT);
        if(-1 == semid )
        {
            perror("semget");
            exit(3);
        }
    
        //初始化信号量集合中的第一个信号量,设定信号量的值为0 
        ret=semctl(semid, 0, SETVAL, 1);
    
        pid=fork();
        if( pid==0 )   
        //----------------子进程------------
        {
            //信号量的P 操作, 即加锁信号量
            sembuf.sem_num=0;
            sembuf.sem_op=-1;
            sembuf.sem_flg=0;
            /*semop(semid,&sembuf,1);*/   //取消信号量到作用
    
            size=sprintf(buf,"pid=%d, ppid=%d
    ",getpid(),getppid());
            for(i=0;i<5;i++)
            {
                j=0;
                while(j<size)
                {
                   ret=write(fd,&buf[j++], 1);
                   if(-1 == ret)
                   {
                      perror("write");
                      exit(4);
                   }
                    usleep(1);
                }
            }
            //信号量的V操作,即解锁信号量
            sembuf.sem_num=0;
            sembuf.sem_op=1;
            sembuf.sem_flg=0;
            /*semop(semid,&sembuf,1);*/    //取消信号量到作用
            
            exit(0);
        }//---------------子进程结束---------------------
    
        //-----------------------父进程---------------
        //信号量的P 操作, 即加锁信号量
        sembuf.sem_num=0;
        sembuf.sem_op=-1;
        sembuf.sem_flg=0;
        /*semop(semid,&sembuf,1);*/   //取消信号量到作用
    
        size=sprintf(buf,"pid=%d, ppid=%d
    ",getpid(),getppid());
        for(i=0;i<5;i++)
        {
            j=0;
            while(j<size)
            {
                ret=write(fd,&buf[j++], 1);
                if(-1 == ret)
                {
                    perror("write");
                    exit(4);
                }
                usleep(1);
            }
        }
    
        //信号量的V操作,即解锁信号量
        sembuf.sem_num=0;
        sembuf.sem_op=1;
        sembuf.sem_flg=0;
        /*semop(semid,&sembuf,1);*/  //取消信号量到作用
    
        semctl(semid,0,IPC_RMID);
        close(fd);
    
        return 0;
    }
        生成的test文件内容如下:
    ppiidd==22333387,,  ppppiidd==2731347
    
    ppiidd==22333378,,  ppppiidd==721343
    7p
    ipdi=d2=323373,8 ,p ppipdi=d7=1243
    3p7i
    dp=i2d3=3273,3 8p,p ipdp=i7d1=42
    3p3i7d
    =p2i3d3=72,3 3p8p,i dp=p7i1d4=
    2337
        可以发现两个进程同时访问一个文件,而没有互斥机制的话,就会出现乱码。因此在访问临界资源的时候,就需要
    采用互斥机制。
     
     
    4、共享内存
        进程都具有自己的虚拟地址空间(即进程空间),进程A不能随意的访问进程B的进程空间; 内核提供了一种机制,
    可以在物理内存中开辟一块存储空间,这块存储空间可供进程A或者进程B访问, 这样一块存储空间就是共享内存。
        要使用共享内存也需要获取一个IPC键值,通过  ftok()获取IPC键值。
        获取到IPC键值后,就需要向系统申请共享的存储空间,通过函数 shmget( ) 申请共享空间,并获取关于共享内存的
    ID标识符。 shmget()的原型如下所示:
    SHMGET(2)                  Linux Programmer’s Manual                 SHMGET(2)
    NAME
           shmget - allocates a shared memory segment
    SYNOPSIS
           #include <sys/ipc.h>
           #include <sys/shm.h>
    
           int shmget(key_t key,    //IPC 键值
                             size_t size,   //要申请的内存空间的大小
                             int shmflg);  //共享内存的空间打开标志  ,与 open 的打开标志类似,
        返回值:
                    申请成功返回共享内存标识ID, 失败返回-1
        申请成功后,还不能访问共享内存,因为访问内存需要知道内存的地址或者指针,所以就需要向系统申请返回
    共享内存的地址或者指针。通过 shmmat( )向系统申请返回共享内存的首地址或者指针。其原型如下:
    SHMOP(2)                   Linux Programmer’s Manual                  SHMOP(2)
    NAME
           shmop - shared memory operations
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/shm.h>
    
           void *shmat(int shmid,    //共享内存标志ID
                               const void *shmaddr,  //传递NULL,表示要系统分配存储缓冲区,传递地址表示指定地址
                               int shmflg);   //打开标志,
    
           int shmdt(const void *shmaddr);   //删除共享内存
    返回值:
            成功返回共享内存的首地址(虚拟地址),失败返回NULL。
     
            在成功返回共享内存首地址后,就可以向访问用malloc 分配的内存一样进行操作。
     
    Exp:  申请共享内存,并往共享内存写的文件  shm-w.c 
    #include <stdio.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/shm.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    
    #define SHM_SIZE 128
    
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        key_t key;
        int shm_id;
        char* shm_p;
    
        //获取IPC 键值
        key=ftok("./shm-w.c",1);
        if(-1 == key)
        {
            perror("ftok");
            exit(1);
        }
    
        //申请共享内存空间,大小为 SHM_SIZE
        shm_id=shmget(key,SHM_SIZE,IPC_CREAT);
        if(-1 == shm_id )
        {
            perror("shmget");
            exit(2);
        }
    
        //将申请的共享内存映射到用户空间
        shm_p=shmat(shm_id,NULL,0); //
        if(NULL == shm_p )
        {
            perror("shmat");
            exit(3);
        }
    
        //将数据写入到共享内存   写入到数据可以在其他进程中读取
        memset(shm_p,0,SHM_SIZE);
        strcpy(shm_p, "this is a sheard memmory.
    "); //这个函数不安全,需要注意
    
        return 0;
    }
     
        从共享内存中读取数据的文件  shm-r.c 
    #include <stdio.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/shm.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    
    #define SHM_SIZE 128
    
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        key_t key;
        int shm_id;
        char* shm_p;
        char  buf[SHM_SIZE];
    
        //获取IPC 键值
        key=ftok("./shm-w.c",1);
        if(-1 == key)
        {
            perror("ftok");
            exit(1);
        }
    
        //申请共享内存空间,大小为 SHM_SIZE
        shm_id=shmget(key,SHM_SIZE,IPC_CREAT);
        if(-1 == shm_id )
        {
            perror("shmget");
            exit(2);
        }
    
        //将申请的共享内存映射到用户空间
        shm_p=shmat(shm_id,NULL,0); //
        if(NULL == shm_p )
        {
            perror("shmat");
            exit(3);
        }
    
        //从共享内存读取数据
        memset(buf,0,SHM_SIZE);
        strcpy(buf, shm_p); //这个函数不安全,需要注意
        printf("the data read from sheard memory is: %s",buf);
    
        shmdt(shm_p); //申请撤销共享内存
        return 0;
    }
     
    程序执行的效果如下:
    [root@localhost shm]# gcc shm-w.c -o shmw
    [root@localhost shm]# gcc shm-r.c -o shmr
    [root@localhost shm]# ./shmw
    [root@localhost shm]# ./shmr
    the data read from sheard memory is: this is a sheard memmory.
    [root@localhost shm]# 

      【Linux草鞋应用编程系列】_3_进程间通信

       本系列文章未完,待续。

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         前篇:【linux草鞋应用编程系列】_2_ 环境变量和进程控制 

     
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