system V IPC
1）消息队列
2）共享内存
3）信号灯（信号量集）
1.消息队列、
ipcs -q 查看系统中使用消息队列的情况
ipcrm -q +msqid 删除消息队列
消息队列工作原理：在内核空间上创建队列，信息发送者将发送信息打包成结点添加到队列中，信息的接受者选择性从队列上读取想要的节点
1）创建队列，2）向队列中添加信息，3）从队列中移除信息，4）实现队列的控制（获取队列的属性，设置队列的属性，删除不使用的队列）
1）创建队列：
函数原型：key_t ftok(const char *pathname,int proj_id);
功能 ：生成key值
参数 ：pathname 路径名（用户给定，路径必须真实存在）
proj_id 传字符
返回值：成功 key值 随机数
失败：-1
函数原型：intmsgget（key_t key,int msgflg）;
功能： 创建消息队列
参数： key 值 0或非0 key值确保消息队列的唯一性
msgflg 标志位 IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664 创建并打开消息队列（如果消息队列不存在，自动创建，如果存在，返回EEXIST）
0664 按该权限打开消息队列。
返回值：成功： 消息队列标识符
失败 -1
2）添加消息
函数原型：int msgsnd(int msqid,const void *msgp,size_t msgsz,int msgflg);
功能 ：将消息添加到队列的末尾
参数 ：msqid 消息队列的标识符
msgp 发送的消息
struct msgbuf{
long mtype; 消息的类型
char mtext[1]; 消息的征文
}；
msgsz 消息征文的大小
msgflg 0 消息队列没空间，写操作阻塞
返回值 ： 成功：0；失败：-1；
3）将消息从队列中移除
函数原型：ssize_t masrcv(int msqid,void *msgp,size_t msgsz,long msgtype,int msgflg);
参数 ：msqid 消息队列标识符
msgp 保存接受的消息（定义和写入时保持一致）
msgsz 消息正文的大小
msgtype 消息的类型 0 读取消息队列中的第一个消息
>0 读取消息队列中类型为msgtype 的第一个消息
<0 读取消息队列中不小于msgtype 的绝对值，且类型最小的第一个消息
msgflg 0 消息队列中无数据，读操作阻塞
返回值：成功 消息正文的大小
失败 -1
4）对消息队列的控制
函数原型：int msgctl(int msqid,int cmd,struct msqid_ds *buf);
功能 ：实现对消息队列的控制
参数 ：msqid 消息队列的标识符
：cmd 制定消息队列的操作处理
IPC_STAT 从第三个参数读取消息队列的属性信息
IPC_SET 设置消息队列的属性
IPC_RMID 删除消息队列
：buf 描述消息队列属性的结构体
struct msqid_ds {
struct ipc_perm msg_perm; /* Ownership and permissions */ 消息队列的权限
time_t msg_stime; /* Time of last msgsnd(2) */ 消息队列发送消息的时间
time_t msg_rtime; /* Time of last msgrcv(2) */ 消息队列接受消息的时间
time_t msg_ctime; /* Time of last change */ 消息队列改变的时间
unsigned long __msg_cbytes; /* Current number of bytes in
queue (nonstandard) */ 消息队列当前的字节数
msgqnum_t msg_qnum; /* Current number of messages
in queue */ 消息队列当前消息的个数
msglen_t msg_qbytes; /* Maximum number of bytes
allowed in queue */ 消息队列最大的字节数
pid_t msg_lspid; /* PID of last msgsnd(2) */ 发送消息的用户ID
pid_t msg_lrpid; /* PID of last msgrcv(2) */ 接收消息的用户ID
};
返回值：成功 0
失败 -1
实现两个终端数据交互（创建子进程）
2.共享内存
工作原理：系统为每一个进程创建4G的虚拟地址空间，共享内存开辟一块实际的物理内存区域（共享内存区域）将该区域映射给每一个进程
本质 ：多进程实际都是在访问同一块物理内存区域
其通信效率最高，适用场合：实现实时数据传输
多进程访问同一块物理内存区域，容易产生竟态，共享内存结合同步互斥机制，保证数据的正确性，任何一个时刻只有一个任务在访问共享的内存区域
1）申请物理内存区域
函数原型：int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg);
功能 ：开辟实际物理内存区域
参数 ：key： 来自ftok
：size 物理内存的大小
：shmflg IPC_CREAT|IPC_EXCK|0664 创建并打开物理内存（内存不存在，开辟；已存在，报错）
返回值 ：成功 共享内存的标识符
失败 -1
2）将物理内存映射到进程的虚拟地址空间上（进程只需要操作属于自己的虚拟地址空间，本质访问实际物理内存）
函数原型： void *shmat(int shmid,const void *shmaddr,int shmflg);
功能 ：将物理内存区域映射到进程的虚拟地址空间（将物理地址转换为虚拟地址）
参数 ：shmid 共享内存标识符
：shmaddr NULL 将物理内存映射进程一个合理的位置（未使用，且内存足够大区域）
：shmflg 0 对于共享内存段，可以实现读写
返回值 ：成功 链接物理内存的虚拟地址
失败 -1
3）将物理内存释放
函数原型：int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf);
功能 ：实现对共享内存的控制
参数 ：shmid 共享内存的标识符
：cmd 制定对共享内存的操作
IPC_STAT 从第三个参数中读取共享内存的属性信息
IPC_SET 设置共享内存的属性信息
IPC_RMID 删除共享内存
：buf 描述共享内存属性的结构体
struct shmid_ds {
struct ipc_perm shm_perm; /* Ownership and permissions */ 访问的权限
size_t shm_segsz; /* Size of segment (bytes) */ 共享内存的大小
time_t shm_atime; /* Last attach time */ 上一次被映射的时间
time_t shm_dtime; /* Last detach time */ 上一次被断开映射的时间
time_t shm_ctime; /* Last change time */ 上一次改变的时间
pid_t shm_cpid; /* PID of creator */ 创建共享内存的用户ID
pid_t shm_lpid; /* PID of last shmat(2)/shmdt(2) */ 上一次执行映射和断开映射的进程ID
shmatt_t shm_nattch; /* No. of current attaches */ 被映射的次数（编号）
...
};
返回值：成功 0
失败 -1
4.信号灯
信号灯：信号量集
信号量的核心：PV操作
1）创建多个信号量
函数原型：int semget(key_t key,int nsems,int semflg);
功能 ：创建或打开多个信号量
参数 ：key 值 ftok
：nsems 创建或打开信号量的个数
：semflg IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664 创建并打开信号量（信号量存在，报错，不存在，自动创建）
： 0664 打开信号量集的标识符
返回值： 成功：信号量集的标识符，失败：-1
2）申请，释放信号量
函数原型：int semop(int semid,struct sembuf *sops,unsigned nsops);
功能 ：实现对信号量集的操作
参数 ：semid 信号量集的标识符
: sops:
struct sembuf{
unsigned short sem_num; /* semaphore number */ 信号量的编号
short sem_op; /* semaphore operation */
1 释放信号量 值+1
0 等待信号量的值变为0
-1 申请信号量 值-1
short sem_flg; /* operation flags */ 默认为0
}
nsops 本次函数操作的信号量的个数
返回值：成功 0
失败 -1
3)信号量集的控制
函数原型：int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
功能：实现对信号量集中某一个信号量的控制
参数：semid 信号量集的标识符
semnum 信号量集信号量的编号
cmd 指定对信号量的控制
IPC_STAT 获取信号量的属性信息
IPC_SET 设置信号量的属性信息
IPC_RMID 删除信号量
SETVAL 设置第semnum个信号量的初始值
GETVAL 获取第semnum个信号量的值
返回值：成功 0
GETVAL 当前信号量的值
失败 -1
... 附件参数
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) */
};
信号量的属性
truct semid_ds {
struct ipc_perm sem_perm; /* Ownership and permissions */ 访问的权限
time_t sem_otime; /* Last semop time */ 上一次PV操作的时间
time_t sem_ctime; /* Last change time */ 上一次改变的时间
unsigned short sem_nsems; /* No. of semaphores in set */ 信号量集合中信号量个数
};
