寒假学习 第22、23天 （linux 高级编程）
寒假学习 第22、23天 （linux 高级编程） 笔记总结
一、基于内存的通信
一组内核共享工具
ipcs 可以看到三段东西
Shared Memory Segments 共享内存
Semaphore Arrays 信号量数组，共享内存数组
Message Queues 共享消息队列
ipcrm
1.普通的父子进程之间的匿名内存共享映射
2.内核共享内存（无序）
编程模型：
(1) 创建共享内存，得到一个ID shmget函数
int shmget(key_t key, // 保证由相同key产生的ID是唯一，可以用ftok函数参数唯一的key
size_t size, //共享内存大小
int shmflg); //创建方式 | 权限 方式：创建 IPC_CREAT 、IPC_EXCL防止覆盖 ，打开 0 | 0
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
(2) 用这个ID映射成虚拟地址 (挂载) shmat函数
void *shmat(int shmid, //ID
const void *shmaddr, //指定虚拟首地址，0表示系统自动分配，用sbrk(0) 也可以
int shmflg); //挂载方式 SHM_REMAP重新映射 SHM_RDONLY 只读
返回合法地址表示成功，发现 1 表示失败
(3) 用虚拟地址访问内核共享内存
(4) 卸载虚拟地址 shmdt函数
(5) 删除共享内存 shctl函数(除了删除，还可以修改/ 获取共享内存的属性)
int shmctl(int shmid, // ID
int cmd, // 0 表示默认，读写IPC_STAT 获取 IPC_SET设置 IPC_RMID 删除共享内存
struct shmid_ds *buf);
共享内存的属性
key shmid owner perms bytes nattch status
共享内存id 内存创建者 共享内存的权限 大小 有几个进程挂载 共享内存状态
在这个共享内存上
例子1：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, const char *argv[])
{
key_t key;
int shmid;
key=ftok(".",255);
if(key==-1) printf("fork error:%m\n"),exit(-1);
shmid=shmget(key,4,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
if(shmid==-1) printf("shmget error:%m\n"),exit(-1);
return 0;
}
第一次运行生成的程序 ipcs -m 可以看到创建的共享内存
第二次运行生成的程序 就会产生错误 输出 “shmget error:File exists” 因为加了IPC_EXCL，ipcrm 删除创建的共享内存，就可以正常创建
例子2：
共享
#include
#include
#include
#include
#include
#include
key_t key;
int shmid;
int *p;
void handle(int s)
{
shmdt(p);//卸载共享内存
shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL); //删除共享内存
exit(1);
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
signal(SIGINT,handle);
key=ftok(".",255);
if(key==-1) printf("fork error:%m\n"),exit(-1);
shmid=shmget(key,4,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666); //创建共享内存
if(shmid==-1) printf("shmget error:%m\n"),exit(-1);
p=shmat(shmid,0,0); //挂载共享内存
if(p==-1) printf("shmat error:%m\n"),exit(-1);
int i=0;
while(1) //访问共享内存
{
*p=i;
++i;
sleep(1);
}
shmdt(p);//卸载共享内存
shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL); //删除共享内存
return 0;
}
访问
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, const char *argv[])
{
key_t key;
int shmid;
int *p;
key=ftok(".",255);
if(key==-1) printf("fork error:%m\n"),exit(-1);
shmid=shmget(key,4,0); //创建共享内存
if(shmid==-1) printf("shmget error:%m\n"),exit(-1);
p=shmat(shmid,0,0); //挂载共享内存
if(p==-1) printf("shmat error:%m\n"),exit(-1);
while(1)
{
printf("%d\n",*p);
sleep(1);
}
shmdt(p);//卸载共享内存
return 0;
}
3.内核共享队列（有序）
编程模型：
(1)创建共享队列 / 得到队列 msgget函数
int msgget(key_t key, int msgflg); //msgflg 跟shmflg一样
(3)使用队列 (发送消息msgsnd函数 / 接受消息msgrcv函数)
发送消息
int msgsnd(int msqid, // ID
const void *msgp, //要发送的消息
size_t msgsz, //消息的长度 不包含类型的4个字节
int msgflg); //发送消息的方式，建议为0
失败返回-1,成功返回实际发送的字节数
消息有固定的格式：前面4个字节专门表示消息的类型，后面若干字节表示消息的内容。
系统没有给我们定义，要自己定义这个结构体
struct msgbuf {
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[1]; /* message data */
};
接收消息：
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,
int msgflg);
(4)删除队列 msgctl 函数
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
例子：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct msgbuf
{
long type;
char data[40];
};
int main(int argc, const char *argv[])
{
key_t key;
int msgid;
key=ftok(".",200);
if(key==-1) printf("ftok error:%m\n"),exit(-1);
msgid=msgget(key,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666); //创建消息队列
if(msgid==-1)printf("msgget error:%m\n"),exit(-1);
struct msgbuf msg;
int i;
for(i=0;i<10;i++){
bzero(msg.data,sizeof(msg.data));
msg.type=1;
sprintf(msg.data,"Message:%d",i);
msgsnd(msgid,&msg,sizeof(msg.data),0); //发送消息1
}
for(i=0;i<10;i++){
bzero(msg.data,sizeof(msg.data));
msg.type=2;
sprintf(msg.data,"Message2:%d",i);
msgsnd(msgid,&msg,sizeof(msg.data),0); //发送消息2
}
// msgctl(msgid,IPC_RMID,0); //删除队列
return 0;
}
例子2：
发送消息
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct msgbuf
{
long type;
char data[40];
};
int main(int argc, const char *argv[])
{
key_t key;
int msgid;
key=ftok(".",200);
if(key==-1) printf("ftok error:%m\n"),exit(-1);
msgid=msgget(key,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666); //创建消息队列
if(msgid==-1)printf("msgget error:%m\n"),exit(-1);
struct msgbuf msg;
int i;
for(i=0;i<10;i++){
bzero(msg.data,sizeof(msg.data));
msg.type=1;
sprintf(msg.data,"Message:%d",i);
msgsnd(msgid,&msg,sizeof(msg.data),0); //发送消息1
}
for(i=0;i<10;i++){
bzero(msg.data,sizeof(msg.data));
msg.type=2;
sprintf(msg.data,"Message2:%d",i);
msgsnd(msgid,&msg,sizeof(msg.data),0); //发送消息2
}
// msgctl(msgid,IPC_RMID,0);
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct msgbuf
{
long type;
char data[40];
};
int main(int argc, const char *argv[])
{
key_t key;
int msgid;
key=ftok(".",200);
if(key==-1) printf("ftok error:%m\n"),exit(-1);
msgid=msgget(key,0); //得到消息队列
if(msgid==-1)printf("msgget error:%m\n"),exit(-1);
struct msgbuf msg;
while(1)
{
bzero(&msg,sizeof(msg));
msgrcv(msgid,&msg,sizeof(msg.data),1,0); //接收消息1
printf("%s\n",msg.data);
bzero(&msg,sizeof(msg));
msgrcv(msgid,&msg,sizeof(msg.data),2,0); //接收消息2
printf("%s\n",msg.data);
}
return 0;
}