Linux下到IPC（进程间通信方法比较）

下面涉及到到一些函数，都可以用man命令来获取信息，比如man shmget,或者man 2 write.

进程作为linux系统中分配资源的最小单位，进程间到协作和通信用的范围比较广泛。 进程间通信的方法有以下几种：

• PIPE（半双工管道）
• FIFO （命名管道）
• 信号量
• 消息队列
• 共享内存
• 信号

PIPE主要是用在父子进程之间到通信，是最初级的IPC通信方式，它主要是调用pipe()函数来生成管道，它返回两个文件描述符fd[0],fd[1],fd[0]是读端口，fd[1]是写端口，当你要用到写端口时候就必须把读端口关闭，反之亦然。PIPE是阻塞性质到，当你发送到东西大于128K到时候，它是原子操作，当接受数据不及时到话，发送端将会一直阻塞，等到数据接收完全。

 

FIFO可以用shell命令mkfifo先创建一个，或者用C函数mkfifo()来实现一个，FIFO一旦创建完成，你就可以以操作文件到方式来操作它了，大概流程是：

      打开FIFO==>读写操作==>关闭FIFO。

因为linux下到设备都是以文件形式存在的，所以很容易理解上述过程。

消息队列是在linux内核中建立消息链表来提供给进程间的通信。下面介绍下消息队列的基本操作。消息队列用来存放传送消息到结构在linux/msg.h里面定义：

 struct msgbuf {
         long mtype;         /* type of message */
         char mtext[1];      /* message text */
 };

上面的mtype是消息的类型，接受消息的mtype必须和发送端的mtype一样，当你写代码要发送消息的时候，得参照这个定义个结构体，long mtype是不能变的，下面的mtext[1]可以变成你想要到数字，用来存放消息。

消息队列还有一个由内核维护到结构struct msqid_ds,具体可以阅读头文件里到代码。当你要创建一个消息队列到时候，先得获得一个key，这个key通过ftok获得，不同进程之间利用这个key来区分队列，下面就简单介绍下具体操作：

ftok(pathname,project)生成一个key，不同进程之间用ftok函数的里面参数一样时，key是一样的，利用这个通信不同进程可以认识队列。

msgget(key,msgflag)创建一个队列或者找到相等的key的队列，flag主要是IPC_CREAT和IPC_EXCL，之用IPC_CREAT的时候，如果系统已经有key相等到队列，则返回那个key的队列，EXCL参数和CREAT一起用的时候，如果系统有那个key到队列，则返回一个失败值。

msgsnd(msgid,*msgp,size,flag) 该函数用来发送消息，msgid是创建队列时返回到标示，msgp就是你定义的存放消息的结构体，size是消息长度，它不包括mtype长度。举例如下：

  struct msgmbuf {
                 long mtype;
                 char mtext[20];
         };
 .........
 ........
 (*msg_mbuf).mtype=10;
 memcpy((*msg_mbuf).mtext,"message test",sizeof("message test")));
 msgsnd(msg_id,msg_mbuf,sizeof("message test"),IPC_NOWAIT);
 msgrcv(msg_id,msg_mbuf,10,10,msg_rflags);
 (*msg_info).msg_perm.uid=8;
 (*msg_info).msg_perm.gid=8;
 (*msg_info).msg_qbytes=12345;
 msgctl(msg_id,IPC_SET,msg_info);

上面代码里面msg_rflags=IPC_NOWAIT | MSG_NOERROR,msgrcv的第一个10代表接受信息大小，第二个时则是mtype，上面已经说过，只接受队列id里面到mtype相符的消息。msgctl则是对消息队列到内核管理的数据结构进行操作，具体可以man msgctl.

 

信号量可以理解成系统资源计数器，主要用来实现对临界资源到控制，如P，V操作。

基本函数如下：semget(key,int nsem,flag); 该函数创建信号量集合，nsem代表信号量个数。

semop(semid,*sops,nsops)对信号量进行操作，

 struct sembuf {
         unsigned short  sem_num;        /* semaphore index in array */
         short           sem_op;         /* semaphore operation */
         short           sem_flg;        /* operation flags */
 };

上述结构体是semop的sops参数，sem_num是要处理到信号量编号，sem_op有三种形式，+1,-1,0,+1把信号量加上一个值，该值是semop到第三个参数nsops,-1是减值，0将该进程设置成睡眠状态，直到信号量值为0.

简单例子struct sembuf sops={0,+1,IPC_WAIT};semop(semid,&sops,1)

semctl是对信号量进行操作。信号量还有一个union semun,它用在semctl函数里面，基本上跟消息队列一样。

共享内存是最直接的IPC方式，多个进程按照一定到方式对这段内存进行操作，就像操作自己申请的内存一样。

shmget(key,size,flags),申请一个共享内存，返回共享内存表示符,shmid

*shmget(shmid,*shmaddr,shmflg)进程获得该内存，如果shmaddr为空，则系统会自动查找未映射到区域，该函数返回内存地址

shmdt(*shmaddr)删除共享内存，它不是真正删除共享内存，只是给内核一个标示，当没有进程用到该共享内存时候，内核才会把它删掉。

shmctl(shmid,cmd,shmid_ds),大致跟消息队列函数一样，参考man手册

 

通过上面，可以看到消息队列，信号量，共享内存用到到函数格式都差不多，如*get(),*ctl之类，值得注意到是，无论你是创建消息队列，信号量集合还是共享内存，都会用到key，这个key在前面讲过到ftok函数生成。

signal用来异步控制进程的，可以用kill -l列出系统到信号，当然大部分信号到默认操作是空操作或者终止进程，你可以用signal（）函数来绑定信号和你要实现的功能，如

singal(sig_num,handler),sig_num是你到信号值，如SIGSTOP,handler是函数指针，就是说当sig_num发生时候，执行handler指向的函数。

如先定义handler(sig_num){.....},然后signal(SIGSTOP,handler);这样，当发生该信号时候，就执行handler函数。

可以通过kill(pid,sig)来向pid进程发送sig信号，当pid为0时，向所有进程发送sig信号。

也可以raise(sig)想当前进程发送信号。

 

具体的函数参数介绍和用法可参考man 手册。