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。

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：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/msg.h>
 3 #include <sys/types.h>
 4 #include <sys/ipc.h>
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     int msgid;
 9     
10     //通过这样可以避免标识符的重复
11     //key_t myKey;
12     //myKey = ftok("/home/queues/myqueue", 0);
13 
14     msgid = msgget( 0x111, IPC_CREAT|0666);
15     if(msgid >= 0)
16         printf("Created a Msg Queue %d\n", msgid);
17         
18     return 0;
19 }
20 
21 创建消息队列

创建消息队列

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/msg.h>
 3 #include <sys/types.h>
 4 
 5 int main(int argc, char **argv)
 6 {
 7     int msgid, ret;
 8     struct msqid_ds buf;
 9     
10     //获取消息队列
11     msgid = msgget(0x111, 0);
12     
13     if(msgid >= 0){
14         ret = msgctl(msgid, IPC_STAT, &buf);
15         buf.msg_qbytes = 4096;
16         
17         ret = msgctl(msgid, IPC_SET, &buf);
18         
19         if(ret == 0){
20             printf("change queue size success");
21         }
22     }
23     
24     return 0;
25 }

配置消息队列

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/msg.h>
 3 #include <sys/types.h>
 4 #include <string.h>
 5 
 6 typedef struct{
 7     long type;
 8     float fval;
 9     unsigned int unival;
10     char message[1024];
11 }myType;
12 
13 int main()
14 {
15     myType msg;
16     int qid,ret;
17     
18     qid = msgget(0x111, 0);
19     if(qid > 0){
20         msg.type = 1L;
21         msg.fval = 123.456;
22         msg.unival = 256;
23         strcpy( msg.message, "this is a msg in queue\n");
24         
25         ret = msgsnd(qid, (struct msgbuf*)&msg, sizeof(myType), 0);
26         if(ret != -1)
27             printf("sent success!\n");
28     }
29     
30     return 0;
31 }

向消息队列发送消息

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/msg.h>
 3 #include <sys/types.h>
 4 #include <string.h>
 5 
 6 typedef struct{
 7     long type;
 8     float fval;
 9     unsigned int unival;
10     char message[1024];
11 }myType;
12 
13 int main()
14 {
15     myType msg;
16     int qid,ret;
17     
18     qid = msgget(0x111, 0);
19     if(qid >= 0){
20         
21         ret = msgsnd(qid, (struct msgbuf*)&msg, sizeof(myType), 0);
22         if(ret != -1)
23             printf("recv success!\n");
24             printf("type : %ld\n", msg.type);
25             printf("float value: %f\n", msg.fval);
26             printf("Unit value: %d\n", msg.unival);
27             printf("String value: %s\n", msg.message);
28     }
29     
30     return 0;
31 }

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：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/ipc.h>
 3 #include <sys/shm.h>
 4 
 5 int main()
 6 {
 7     int shmid;
 8     
 9     shmid = shmget( 0x123, 4096, IPC_CREAT|0666);
10     if(shmid >= 0)
11         printf("Created a shared memory %d\n", shmid);
12         
13     return 0;
14 }

创建共享内存

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/shm.h>
 3 #include <errno.h>
 4 #include <sys/ipc.h>
 5 #include <sys/types.h>
 6 
 7 int main(int argc, char **argv)
 8 {
 9     int shmid, ret;
10     struct shmid_ds shmds;
11     
12     //获取共享内存
13     shmid = shmget(0x123, 0, 0);
14     
15     if(shmid >= 0){
16         ret = shmctl(shmid, IPC_STAT, &shmds);
17         if(ret == 0){
18             printf("shared memory size : %d/n", shmds.shm_segsz);
19             printf("attaches number: %d/n", (int)shmds.shm_nattch);
20         }else
21             printf("shmctl error!\n");
22     }else
23         printf("shared memory not found!\n");
24     
25     return 0;
26 }

取得共享内存

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/shm.h>
 3 #include <errno.h>
 4 #include <sys/ipc.h>
 5 #include <sys/types.h>
 6 #include <string.h>
 7 
 8 int main(int argc, char **argv)
 9 {
10     int shmid, ret;
11     void* mem;
12     
13     //获取共享内存
14     shmid = shmget(0x123, 0, 0);
15     
16     if(shmid >= 0){
17         
18         mem = shmat( shmid, (const void*)0, 0 );
19         
20         strcpy((char*)mem, "This is a shared memory\n");
21         
22         ret = shmdt(mem);
23         
24     }else
25         printf("shared memory not found!\n");
26     
27     return 0;
28 }

写入共享内存

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/shm.h>
 3 #include <errno.h>
 4 #include <sys/ipc.h>
 5 #include <sys/types.h>
 6 #include <string.h>
 7 
 8 int main(int argc, char **argv)
 9 {
10     int shmid, ret;
11     void* mem;
12     
13     //获取共享内存
14     shmid = shmget(0x123, 0, 0);
15     
16     if(shmid >= 0){
17         
18         mem = shmat( shmid, (const void*)0, 0 );
19         
20         printf("%s", (char*)mem);
21         
22         ret = shmdt(mem);
23         
24     }else
25         printf("shared memory not found!\n");
26     
27     return 0;
28 }

读取共享内存

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/shm.h>
 3 #include <errno.h>
 4 #include <sys/ipc.h>
 5 #include <sys/types.h>
 6 
 7 int main(int argc, char **argv)
 8 {
 9     int shmid, ret;
10     
11     //获取共享内存
12     shmid = shmget(0x123, 0, 0);
13     
14     if(shmid >= 0){
15         ret = shmctl(shmid, IPC_RMID, 0);
16         if(ret == 0){
17             printf("shared memory removed!");
18         }else
19             printf("shmctl error!\n");
20     }else
21         printf("shared memory not found!\n");
22     
23     return 0;
24 }