进程间通信之消息队列和信号量
消息队列
消息队列是IPC对象的一种，由消息队列ID来唯一标识，消息队列就是一个消息的列表。用户可以在消息队列中添加消息、读取消息。
消息队列可以安装类型来发送/接收消息。
消息队列的操作包括：创建或者打开消息队列、添加消息、读取消息、控制消息
创建或者打开消息队列：
int msgget(key_t key,int flag);
函数参数：
- key key值
- flag 消息队列访问权限
函数返回值： 成功 消息队列 ID，出错 -1；
创建的消息队列的数量会受到系统消息队列数量的限制
添加消息函数
int msgsnd(int msqid,const void * msgp,size_t size,int flag);
- msqid： 消息队列的ID
- msgp： 指向消息的指针。常用的消息结构msgbuf如下：
struct msgbuf{
long mtype; //消息类型
char mtext[N];//消息正文
};- size ： 发送的消息正文的字节数
- flag ：
IPC_NOWAIT : 消息没有发送完成函数也会立即返回。
0 : 直到发送完成函数才返回。
函数返回值： 成功 0，出错 -1；
读取消息函数
int msgrcv(int msgid,void *msgp,size_t size,long msgtype,int flag)
函数参数：
- msqid： 消息队列的ID号
- msgp ：接收消息的缓冲区
- size ：要接收消息的字节数
- msgtype：
1. 0：接收消息队列中第一个消息
2. 大于0，接收消息队列中第一个类型为 msgtyp的消息
3. 小于0，接收消息队列中类型值不小于msgtyp的绝对值且类型值又最小的消息
- flag：0，若无消息，函数会一直阻塞
- IPC_NOWAIT，若无消息，进程会立即返回ENOMSG
函数返回值： 成功，接收到的消息的长度。失败 返回-1；
控制消息使用函数：
int msgctl(int msgqid,int cmd,struct msqid_ds *buf)
函数参数 ：
- msgqid 消息队列ID
- cmd：
1. IPC_STAT 读取消息队列的属性，并将其保存在buf执行的缓冲区中
2. IPC_SET 设置消息队列的属性，这个值取自buf参数
3. IPC_RMID 从系统中删除消息队列
- buf： 消息队列缓冲区
函数返回值：成功 0，失败 -1；
#include 信号量
信号灯 (semaphore) 也叫做信号量。它是不同进程间或同一进程内部不同线程间同步的机制。
信号灯种类：
- posix有名信号灯
- posix基于内存的信号灯（无名信号灯）
- System V信号灯（IPC对象）
System V信号灯是一个或者多个信号灯的集合。其中的每一个都是耽误的计数信号灯。而Posix信号灯指的是单个信号灯
System V信号灯由内核维护。主要函数semget，semop，semctl
int semget(key_t key , int nsems,int semflg);
函数参数：
- key：和信号灯集相关联的key值
- nsems：信号灯集中包含的信号灯数目
- semflg 信号灯集的访问权限 通常为IPC_CREAT|0666
函数返回值：成功 信号灯集ID
失败 -1；
int semop(int semid ,struct sembuf * opsptr,size_t nops);
函数参数：
- semid：信号灯集ID
struct sembuf{
short sem_num; //要操作的信号灯编号
short sem_op; //0：等待，直到信号灯的值变为0
//1：释放资源，V操作
//-1:申请资源，P操作
short sem_flg; //0,IPC_NOWAIT，SEM_UNDO
};- nops:要操作的信号灯个数
函数返回值： 成功 0，失败 -1；
int semctl(int semid,int semnum,int cmd …/* union semun arg */)
函数参数:
- semid： 信号灯集 ID
- semnum：要修改的信号灯编号
- cmd：
1. GETVAL：获取信号灯的值
2. SETVAL：设置信号灯的值
3. IPC_RMID：从系统中删除信号灯集
函数返回值：成功 0，失败 -1；
/*********************** read ************************************/
#include array[i];
semctl(semid, i, SETVAL, myun);
}
return;
}
void pv(int semid, int num, int op)
{
struct sembuf buf;
buf.sem_num = num;
buf.sem_op = op;
buf.sem_flg = 0;
if (semop(semid, &buf, 1) < 0)
{
exit(0);
}
return;
}
int main()
{
key_t key;
int shmid, semid;
char *shmaddr;
int array[] = {0, 1};
if ((key = ftok(".", 's')) < 0)
{
perror("fail to ftok");
exit(-1);
}
if ((semid = semget(key, 2, 0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) < 0)
{
if (EEXIST == errno)
{
semid = semget(key, 2, 0666);
}
else
{
perror("fail to semget");
exit(-1);
}
}
else
{
sem_init(semid, array, 2);
}
if ((shmid = shmget(key, N, 0666|IPC_CREAT)) < 0)
{
perror("fail to shmget");
exit(-1);
}
shmaddr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
while ( 1 )
{
pv(semid, READ, -1);
printf("read from shm : %s", shmaddr);
pv(semid, WRITE, 1);
}
return 0;
} /********************************** write ********************************/
#include array[i];
semctl(semid, i, SETVAL, myun);
}
return;
}
void pv(int semid, int num, int op)
{
struct sembuf buf;
buf.sem_num = num;
buf.sem_op = op;
buf.sem_flg = 0;
semop(semid, &buf, 1);
return;
}
int main()
{
key_t key;
int shmid, semid;
char *shmaddr;
int array[] = {0, 1};
if ((key = ftok(".", 's')) < 0)
{
perror("fail to ftok");
exit(-1);
}
if ((semid = semget(key, 2, 0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) < 0)
{
if (EEXIST == errno)
{
semid = semget(key, 2, 0666);
}
else
{
perror("fail to semget");
exit(-1);
}
}
else
{
sem_init(semid, array, 2);
}
if ((shmid = shmget(key, N, 0666|IPC_CREAT)) < 0)
{
perror("fail to shmget");
exit(-1);
}
shmaddr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
while ( 1 )
{
pv(semid, WRITE, -1);
printf("write to shm : ");
fgets(shmaddr, N, stdin);
if (strncmp(shmaddr, "quit\n", 5) == 0) break;
pv(semid, READ, 1);
}
shmdt(shmaddr);
shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
semctl(semid, 0, IPC_RMID);
return 0;
}