笔记五：进程间的通信（IPC通信之共享内存）
IPC通信
IPC通信（Inter-Process Communication）
三种： 共享内存、消息队列、信号灯
这个IPC对象，肯定是存在于内核中。而且用户空间的文件系统中有没有IPC的文件类型？没有。
有名管道为什么能实现无亲缘关系的进程之间的通信？
是因为用户空间有管道这种文件类型。
IPC是不是只能用于亲缘关系进程之间的通信呢？肯定不是
它是怎样实现无亲缘关系之间的通信呢？也即你是保证用户空间的二个进程对内核中的同一个IPC对象的操作。（ftok）
IPC对象的打开或创建： 类似于open的函数呢？
IPC和文件I/O函数的比较
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文件I/O
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IPC
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open
| Msg_get
S
hm_get
S
em_get
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| read
write
| msgsnd msgrecv
shmat shmdt
semop
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close
| msgctrl
shmctrl
semctrl
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1．共享内存
(1) shmget
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所需头文件
| #include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
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函数原型
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int shmget(key_t key, int size, int shmflg);
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函数参数
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key
：
IPC_PRIVATE
或
ftok
的返回值
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size
：共享内存区大小
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shmflg
：同
open
函数的权限位，也可以用
8
进制表示法
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函数返回值
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成功：共享内存段标识符---ID---文件描述符
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函数返回值
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成功：共享内存段标识符---ID---文件描述符
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出错：
-1
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查看IPC对象 ipcs –m：查看共享内存 ipcs -q：查看消息队列 ipcs -s：查看信号
删除IPC对象 ipcrm -m id
返回值：共享内存段标识符 IPC的ID号
通过宏定义IPC_PRIVATE创建共享内存，那么ID号都为0；
打开或创建一个共享内存对象，共享内核在内核是什么样子的？
一块缓存，变类似于用户空间的数组或malloc函数分配的空间一样
memcpy（p，"abcd",4）;(字符串拷贝)
第一个参数：共享内存中；
第二个参数：字符串；
第三个参数：size（大小）；
(2) ftok：创建key值。
函数原型： char ftok(const char *path, char key )
参数： 第一个参数：文件路径和文件名；
第二个参数： 一个字符。
返回值： 正确返回一个key值，出错返回-1
IPC_PRIVATE操作时，共享内存的key值都一样，都是0，所以使用ftok来创建key值。只要key值是一样的，用户空间的进程通过这个函数打开，则会对内核的同一个IPC对象操作。
例子：
#include "sys/types.h"
#include "sys/ipc.h"
#include "sys/shm.h"
#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
int key;
int shmid;
char *p;//
key=ftok("./a.c",'b');
if(key <0 )
{
printf("creat key failure\n");
return -1;
}
shmid= shmget(key,128,IPC_CREAT | 0777);
if(shmid < 0)
{
printf("creat share memory failure\n");
return -2;
}
return 0；
}
(3) shmat 将共享内存映射到用户空间的地址中
能不能用read ,write呢？（必须每次进入内核调用）
为了方便用户空间对共享内存的操作，使用地址映射的方式。
函数原型：void *shmat (int shmid, const void *shmaddr, int shmflg); //malloc（通过这个函数就会映射到用户空间，所以就更加方便了没有必要每次进入内核进行操作）
参数： 第一个参数：ID号；
第二个参数：映射到的地址，NULL为系统自动完成的映射；
第三个参数shmflg： SHM_RDONLY共享内存只读 默认是0，表示共享内存可读写。
返回值： 成功：映射后的地址； 失败：NULL。
共享内存特点：
共享内存创建之后，一直存在于内核中，直到被删除或系统关闭；
共享内存和管道不一样，读取后，内容仍在其共享内存中。
(4) shmdt：将进程里的地址映射删除
函数原型：int shmdt(const void *shmaddr);
参数： shmaddr共享内存映射后的地址
返回值： 成功：0 出错：-1
(5) shmctl：删除共享内存对象
函数原型：int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
函数参数：第一个参数shmid：要操作的共享内存标识符。
第二个参数cmd：IPC_STAT (获取对象属性)--- 实现了命令ipcs -m
IPC_SET (设置对象属性)
IPC_RMID (删除对象) ---实现了命令ipcrm -m（删除的时候第三个参数可以设置为NULL）；
第三个参数buf ：指定IPC_STAT/IPC_SET时用以保存/设置属性。（进行设置的时候）
函数返回值：成功：0
出错：-1
有亲缘关系进程之间的通信的实例：
1.怎样通过共享内存实现有亲缘关系进程之间的通信框架
当使用IPC_PRIVATE 实现有亲缘关系进程之间通信时，fork()函数一定要放在shmget()函数之后
例子：（单向通信一个写端一个读端）
read.c端
#include "sys/types.h"
#include "sys/ipc.h"
#include "sys/shm.h"
#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
int key;
int shmid;
char *p;//
key=ftok("./a.c",'b');//通过ftok创建key值，实现非亲缘关系进程间的通信；
if(key <0 )
{
printf("creat key failure\n");
return -1;
}
shmid= shmget(key,128,IPC_CREAT | 0777);//创建共享内存
if(shmid < 0)
{
printf("creat share memory failure\n");
return -2;
}
p=(char *)shmat(shmid,NULL,0);//将内存映射到用户空间
if(p == NULL)
{
printf("shmat failure\n");
return -3;
}
/*从共享内存中读*/
while(1)
{
sleep(2);
printf("recv from share memory data : %s\n",p);
}
shmdt((void *)p);//将进程里的地址映射删除；
p=NULL;
//shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);//将内核空间的缓存进行释放，每次用完必须进行释放，否则一直存在于内核中；写端已经删除所以读端可以不用释放；
return 0;
}
write.c端
#include "sys/types.h"
#include "sys/ipc.h"
#include "sys/shm.h"
#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
int key;
int shmid;
char *p;//
key=ftok("./a.c",'b');
if(key <0 )
{
printf("creat key failure\n");
return -1;
}
shmid= shmget(key,128,IPC_CREAT | 0777);
if(shmid < 0)
{
printf("creat share memory failure\n");
return -2;
}
p=(char *)shmat(shmid,NULL,0);
if(p == NULL)
{
printf("shmat failure\n");
return -3;
}
/*往共享内存中写入*/
while(1)
{
printf("please input send to share memory data:\n");
fgets(p,128,stdin);
if(strncmp(p,"quit",4) == 0)
break;
}
shmdt((void *)p);
p=NULL;
shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);//将内核空间的缓存进行释放，每次用完必须进行释放，否则一直存在于内核中；
return 0;
}
