如何建设简易网站,游戏资讯网站哪个好,教育培训类网站建设与维护,做网店自己怎么去推广进程间通信#xff08;IPC#xff0c;InterProcess Communication#xff09;是指在不同进程之间传播或交换信息。
IPC的方式通常有管道#xff08;包括无名管道和命名管道#xff09;、消息队列、信号量、共享存储、Socket、Streams等。其中 Socket和Streams支持不同主机…进程间通信IPCInterProcess Communication是指在不同进程之间传播或交换信息。
IPC的方式通常有管道包括无名管道和命名管道、消息队列、信号量、共享存储、Socket、Streams等。其中 Socket和Streams支持不同主机上的两个进程IPC。
以Linux中的C语言编程为例。
一、管道
管道通常指无名管道是 UNIX 系统IPC最古老的形式。
1、特点 它是半双工的即数据只能在一个方向上流动具有固定的读端和写端。 它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信也是父子进程或者兄弟进程之间。 它可以看成是一种特殊的文件对于它的读写也可以使用普通的read、write 等函数。但是它不是普通的文件并不属于其他任何文件系统并且只存在于内存中。
一、管道
管道通常指无名管道是 UNIX 系统IPC最古老的形式。
1、特点 它是半双工的即数据只能在一个方向上流动具有固定的读端和写端。 它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信也是父子进程或者兄弟进程之间。 它可以看成是一种特殊的文件对于它的读写也可以使用普通的read、write 等函数。但是它不是普通的文件并不属于其他任何文件系统并且只存在于内存中。
2、原型
1 #include unistd.h
2 int pipe(int fd[2]); // 返回值若成功返回0失败返回-1
当一个管道建立时它会创建两个文件描述符fd[0]为读而打开fd[1]为写而打开。如下图 要关闭管道只需将这两个文件描述符关闭即可。
3、例子
单个进程中的管道几乎没有任何用处。所以通常调用 pipe 的进程接着调用 fork这样就创建了父进程与子进程之间的 IPC 通道。如下图所示 若要数据流从父进程流向子进程则关闭父进程的读端fd[0]与子进程的写端fd[1]反之则可以使数据流从子进程流向父进程。 1 #includestdio.h2 #includeunistd.h3 4 int main()5 {6 int fd[2]; // 两个文件描述符7 pid_t pid;8 char buff[20];9
10 if(pipe(fd) 0) // 创建管道
11 printf(Create Pipe Error!\n);
12
13 if((pid fork()) 0) // 创建子进程
14 printf(Fork Error!\n);
15 else if(pid 0) // 父进程
16 {
17 close(fd[0]); // 关闭读端
18 write(fd[1], hello world\n, 12);
19 }
20 else
21 {
22 close(fd[1]); // 关闭写端
23 read(fd[0], buff, 20);
24 printf(%s, buff);
25 }
26
27 return 0;
28 } 二、FIFO
FIFO也称为命名管道它是一种文件类型。
1、特点 FIFO可以在无关的进程之间交换数据与无名管道不同。 FIFO有路径名与之相关联它以一种特殊设备文件形式存在于文件系统中。
2、原型
1 #include sys/stat.h
2 // 返回值成功返回0出错返回-1
3 int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
其中的 mode 参数与open函数中的 mode 相同。一旦创建了一个 FIFO就可以用一般的文件I/O函数操作它。
当 open 一个FIFO时是否设置非阻塞标志O_NONBLOCK的区别 若没有指定O_NONBLOCK默认只读 open 要阻塞到某个其他进程为写而打开此 FIFO。类似的只写 open 要阻塞到某个其他进程为读而打开它。 若指定了O_NONBLOCK则只读 open 立即返回。而只写 open 将出错返回 -1 如果没有进程已经为读而打开该 FIFO其errno置ENXIO。
3、例子
FIFO的通信方式类似于在进程中使用文件来传输数据只不过FIFO类型文件同时具有管道的特性。在数据读出时FIFO管道中同时清除数据并且“先进先出”。下面的例子演示了使用 FIFO 进行 IPC 的过程
write_fifo.c 1 #includestdio.h2 #includestdlib.h // exit3 #includefcntl.h // O_WRONLY4 #includesys/stat.h5 #includetime.h // time6 7 int main()8 {9 int fd;
10 int n, i;
11 char buf[1024];
12 time_t tp;
13
14 printf(I am %d process.\n, getpid()); // 说明进程ID
15
16 if((fd open(fifo1, O_WRONLY)) 0) // 以写打开一个FIFO
17 {
18 perror(Open FIFO Failed);
19 exit(1);
20 }
21
22 for(i0; i10; i)
23 {
24 time(tp); // 取系统当前时间
25 nsprintf(buf,Process %ds time is %s,getpid(),ctime(tp));
26 printf(Send message: %s, buf); // 打印
27 if(write(fd, buf, n1) 0) // 写入到FIFO中
28 {
29 perror(Write FIFO Failed);
30 close(fd);
31 exit(1);
32 }
33 sleep(1); // 休眠1秒
34 }
35
36 close(fd); // 关闭FIFO文件
37 return 0;
38 } read_fifo.c 1 #includestdio.h2 #includestdlib.h3 #includeerrno.h4 #includefcntl.h5 #includesys/stat.h6 7 int main()8 {9 int fd;
10 int len;
11 char buf[1024];
12
13 if(mkfifo(fifo1, 0666) 0 errno!EEXIST) // 创建FIFO管道
14 perror(Create FIFO Failed);
15
16 if((fd open(fifo1, O_RDONLY)) 0) // 以读打开FIFO
17 {
18 perror(Open FIFO Failed);
19 exit(1);
20 }
21
22 while((len read(fd, buf, 1024)) 0) // 读取FIFO管道
23 printf(Read message: %s, buf);
24
25 close(fd); // 关闭FIFO文件
26 return 0;
27 } 在两个终端里用 gcc 分别编译运行上面两个文件可以看到输出结果如下 1 [cheesezhlocalhost]$ ./write_fifo 2 I am 5954 process.3 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:28 20154 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:29 20155 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:30 20156 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:31 20157 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:32 20158 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:33 20159 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:34 2015
10 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:35 2015
11 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:36 2015
12 Send message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:37 2015 1 [cheesezhlocalhost]$ ./read_fifo 2 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:28 20153 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:29 20154 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:30 20155 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:31 20156 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:32 20157 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:33 20158 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:34 20159 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:35 2015
10 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:36 2015
11 Read message: Process 5954s time is Mon Apr 20 12:37:37 2015 上述例子可以扩展成 客户进程—服务器进程 通信的实例write_fifo的作用类似于客户端可以打开多个客户端向一个服务器发送请求信息read_fifo类似于服务器它适时监控着FIFO的读端当有数据时读出并进行处理但是有一个关键的问题是每一个客户端必须预先知道服务器提供的FIFO接口下图显示了这种安排 三、消息队列
消息队列是消息的链接表存放在内核中。一个消息队列由一个标识符即队列ID来标识。
1、特点 消息队列是面向记录的其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级。 消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时消息队列及其内容并不会被删除。 消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。
2、原型 1 #include sys/msg.h
2 // 创建或打开消息队列成功返回队列ID失败返回-1
3 int msgget(key_t key, int flag);
4 // 添加消息成功返回0失败返回-1
5 int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t size, int flag);
6 // 读取消息成功返回消息数据的长度失败返回-1
7 int msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t size, long type,int flag);
8 // 控制消息队列成功返回0失败返回-1
9 int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf); 在以下两种情况下msgget将创建一个新的消息队列
如果没有与键值key相对应的消息队列并且flag中包含了IPC_CREAT标志位。key参数为IPC_PRIVATE。
函数msgrcv在读取消息队列时type参数有下面几种情况
type 0返回队列中的第一个消息type 0返回队列中消息类型为 type 的第一个消息type 0返回队列中消息类型值小于或等于 type 绝对值的消息如果有多个则取类型值最小的消息。
可以看出type值非 0 时用于以非先进先出次序读消息。也可以把 type 看做优先级的权值。其他的参数解释请自行Google之
3、例子
下面写了一个简单的使用消息队列进行IPC的例子服务端程序一直在等待特定类型的消息当收到该类型的消息以后发送另一种特定类型的消息作为反馈客户端读取该反馈并打印出来。
msg_server.c 1 #include stdio.h2 #include stdlib.h3 #include sys/msg.h4 5 // 用于创建一个唯一的key6 #define MSG_FILE /etc/passwd7 8 // 消息结构9 struct msg_form {
10 long mtype;
11 char mtext[256];
12 };
13
14 int main()
15 {
16 int msqid;
17 key_t key;
18 struct msg_form msg;
19
20 // 获取key值
21 if((key ftok(MSG_FILE,z)) 0)
22 {
23 perror(ftok error);
24 exit(1);
25 }
26
27 // 打印key值
28 printf(Message Queue - Server key is: %d.\n, key);
29
30 // 创建消息队列
31 if ((msqid msgget(key, IPC_CREAT|0777)) -1)
32 {
33 perror(msgget error);
34 exit(1);
35 }
36
37 // 打印消息队列ID及进程ID
38 printf(My msqid is: %d.\n, msqid);
39 printf(My pid is: %d.\n, getpid());
40
41 // 循环读取消息
42 for(;;)
43 {
44 msgrcv(msqid, msg, 256, 888, 0);// 返回类型为888的第一个消息
45 printf(Server: receive msg.mtext is: %s.\n, msg.mtext);
46 printf(Server: receive msg.mtype is: %d.\n, msg.mtype);
47
48 msg.mtype 999; // 客户端接收的消息类型
49 sprintf(msg.mtext, hello, Im server %d, getpid());
50 msgsnd(msqid, msg, sizeof(msg.mtext), 0);
51 }
52 return 0;
53 } msg_client.c 1 #include stdio.h2 #include stdlib.h3 #include sys/msg.h4 5 // 用于创建一个唯一的key6 #define MSG_FILE /etc/passwd7 8 // 消息结构9 struct msg_form {
10 long mtype;
11 char mtext[256];
12 };
13
14 int main()
15 {
16 int msqid;
17 key_t key;
18 struct msg_form msg;
19
20 // 获取key值
21 if ((key ftok(MSG_FILE, z)) 0)
22 {
23 perror(ftok error);
24 exit(1);
25 }
26
27 // 打印key值
28 printf(Message Queue - Client key is: %d.\n, key);
29
30 // 打开消息队列
31 if ((msqid msgget(key, IPC_CREAT|0777)) -1)
32 {
33 perror(msgget error);
34 exit(1);
35 }
36
37 // 打印消息队列ID及进程ID
38 printf(My msqid is: %d.\n, msqid);
39 printf(My pid is: %d.\n, getpid());
40
41 // 添加消息类型为888
42 msg.mtype 888;
43 sprintf(msg.mtext, hello, Im client %d, getpid());
44 msgsnd(msqid, msg, sizeof(msg.mtext), 0);
45
46 // 读取类型为777的消息
47 msgrcv(msqid, msg, 256, 999, 0);
48 printf(Client: receive msg.mtext is: %s.\n, msg.mtext);
49 printf(Client: receive msg.mtype is: %d.\n, msg.mtype);
50 return 0;
51 } 四、信号量
信号量semaphore与已经介绍过的 IPC 结构不同它是一个计数器。信号量用于实现进程间的互斥与同步而不是用于存储进程间通信数据。
1、特点 信号量用于进程间同步若要在进程间传递数据需要结合共享内存。 信号量基于操作系统的 PV 操作程序对信号量的操作都是原子操作。 每次对信号量的 PV 操作不仅限于对信号量值加 1 或减 1而且可以加减任意正整数。 支持信号量组。
2、原型
最简单的信号量是只能取 0 和 1 的变量这也是信号量最常见的一种形式叫做二值信号量Binary Semaphore。而可以取多个正整数的信号量被称为通用信号量。
Linux 下的信号量函数都是在通用的信号量数组上进行操作而不是在一个单一的二值信号量上进行操作。 1 #include sys/sem.h
2 // 创建或获取一个信号量组若成功返回信号量集ID失败返回-1
3 int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);
4 // 对信号量组进行操作改变信号量的值成功返回0失败返回-1
5 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops);
6 // 控制信号量的相关信息
7 int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...); 当semget创建新的信号量集合时必须指定集合中信号量的个数即num_sems通常为1 如果是引用一个现有的集合则将num_sems指定为 0 。
在semop函数中sembuf结构的定义如下 1 struct sembuf
2 {
3 short sem_num; // 信号量组中对应的序号0sem_nums-1
4 short sem_op; // 信号量值在一次操作中的改变量
5 short sem_flg; // IPC_NOWAIT, SEM_UNDO
6 } 其中 sem_op 是一次操作中的信号量的改变量 若sem_op 0表示进程释放相应的资源数将 sem_op 的值加到信号量的值上。如果有进程正在休眠等待此信号量则换行它们。 若sem_op 0请求 sem_op 的绝对值的资源。 如果相应的资源数可以满足请求则将该信号量的值减去sem_op的绝对值函数成功返回。当相应的资源数不能满足请求时这个操作与sem_flg有关。 sem_flg 指定IPC_NOWAIT则semop函数出错返回EAGAIN。sem_flg 没有指定IPC_NOWAIT则将该信号量的semncnt值加1然后进程挂起直到下述情况发生 当相应的资源数可以满足请求此信号量的semncnt值减1该信号量的值减去sem_op的绝对值。成功返回此信号量被删除函数smeop出错返回EIDRM进程捕捉到信号并从信号处理函数返回此情况下将此信号量的semncnt值减1函数semop出错返回EINTR 若sem_op 0进程阻塞直到信号量的相应值为0 当信号量已经为0函数立即返回。如果信号量的值不为0则依据sem_flg决定函数动作 sem_flg指定IPC_NOWAIT则出错返回EAGAIN。sem_flg没有指定IPC_NOWAIT则将该信号量的semncnt值加1然后进程挂起直到下述情况发生 信号量值为0将信号量的semzcnt的值减1函数semop成功返回此信号量被删除函数smeop出错返回EIDRM进程捕捉到信号并从信号处理函数返回在此情况将此信号量的semncnt值减1函数semop出错返回EINTR
在semctl函数中的命令有多种这里就说两个常用的
SETVAL用于初始化信号量为一个已知的值。所需要的值作为联合semun的val成员来传递。在信号量第一次使用之前需要设置信号量。IPC_RMID删除一个信号量集合。如果不删除信号量它将继续在系统中存在即使程序已经退出它可能在你下次运行此程序时引发问题而且信号量是一种有限的资源。
3、例子 1 #includestdio.h2 #includestdlib.h3 #includesys/sem.h4 5 // 联合体用于semctl初始化6 union semun7 {8 int val; /*for SETVAL*/9 struct semid_ds *buf;10 unsigned short *array;11 };12 13 // 初始化信号量14 int init_sem(int sem_id, int value)15 {16 union semun tmp;17 tmp.val value;18 if(semctl(sem_id, 0, SETVAL, tmp) -1)19 {20 perror(Init Semaphore Error);21 return -1;22 }23 return 0;24 }25 26 // P操作:27 // 若信号量值为1获取资源并将信号量值-1 28 // 若信号量值为0进程挂起等待29 int sem_p(int sem_id)30 {31 struct sembuf sbuf;32 sbuf.sem_num 0; /*序号*/33 sbuf.sem_op -1; /*P操作*/34 sbuf.sem_flg SEM_UNDO;35 36 if(semop(sem_id, sbuf, 1) -1)37 {38 perror(P operation Error);39 return -1;40 }41 return 0;42 }43 44 // V操作45 // 释放资源并将信号量值146 // 如果有进程正在挂起等待则唤醒它们47 int sem_v(int sem_id)48 {49 struct sembuf sbuf;50 sbuf.sem_num 0; /*序号*/51 sbuf.sem_op 1; /*V操作*/52 sbuf.sem_flg SEM_UNDO;53 54 if(semop(sem_id, sbuf, 1) -1)55 {56 perror(V operation Error);57 return -1;58 }59 return 0;60 }61 62 // 删除信号量集63 int del_sem(int sem_id)64 {65 union semun tmp;66 if(semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, tmp) -1)67 {68 perror(Delete Semaphore Error);69 return -1;70 }71 return 0;72 }73 74 75 int main()76 {77 int sem_id; // 信号量集ID78 key_t key; 79 pid_t pid;80 81 // 获取key值82 if((key ftok(., z)) 0)83 {84 perror(ftok error);85 exit(1);86 }87 88 // 创建信号量集其中只有一个信号量89 if((sem_id semget(key, 1, IPC_CREAT|0666)) -1)90 {91 perror(semget error);92 exit(1);93 }94 95 // 初始化初值设为0资源被占用96 init_sem(sem_id, 0);97 98 if((pid fork()) -1)99 perror(Fork Error);
100 else if(pid 0) /*子进程*/
101 {
102 sleep(2);
103 printf(Process child: pid%d\n, getpid());
104 sem_v(sem_id); /*释放资源*/
105 }
106 else /*父进程*/
107 {
108 sem_p(sem_id); /*等待资源*/
109 printf(Process father: pid%d\n, getpid());
110 sem_v(sem_id); /*释放资源*/
111 del_sem(sem_id); /*删除信号量集*/
112 }
113 return 0;
114 } 上面的例子如果不加信号量则父进程会先执行完毕。这里加了信号量让父进程等待子进程执行完以后再执行。
五、共享内存
共享内存Shared Memory指两个或多个进程共享一个给定的存储区。
1、特点 共享内存是最快的一种 IPC因为进程是直接对内存进行存取。 因为多个进程可以同时操作所以需要进行同步。 信号量共享内存通常结合在一起使用信号量用来同步对共享内存的访问。
2、原型 1 #include sys/shm.h
2 // 创建或获取一个共享内存成功返回共享内存ID失败返回-1
3 int shmget(key_t key, size_t size, int flag);
4 // 连接共享内存到当前进程的地址空间成功返回指向共享内存的指针失败返回-1
5 void *shmat(int shm_id, const void *addr, int flag);
6 // 断开与共享内存的连接成功返回0失败返回-1
7 int shmdt(void *addr);
8 // 控制共享内存的相关信息成功返回0失败返回-1
9 int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf); 当用shmget函数创建一段共享内存时必须指定其 size而如果引用一个已存在的共享内存则将 size 指定为0 。
当一段共享内存被创建以后它并不能被任何进程访问。必须使用shmat函数连接该共享内存到当前进程的地址空间连接成功后把共享内存区对象映射到调用进程的地址空间随后可像本地空间一样访问。
shmdt函数是用来断开shmat建立的连接的。注意这并不是从系统中删除该共享内存只是当前进程不能再访问该共享内存而已。
shmctl函数可以对共享内存执行多种操作根据参数 cmd 执行相应的操作。常用的是IPC_RMID从系统中删除该共享内存。
3、例子
下面这个例子使用了【共享内存信号量消息队列】的组合来实现服务器进程与客户进程间的通信。
共享内存用来传递数据信号量用来同步消息队列用来 在客户端修改了共享内存后 通知服务器读取。
server.c 1 #includestdio.h2 #includestdlib.h3 #includesys/shm.h // shared memory4 #includesys/sem.h // semaphore5 #includesys/msg.h // message queue6 #includestring.h // memcpy7 8 // 消息队列结构9 struct msg_form {10 long mtype;11 char mtext;12 };13 14 // 联合体用于semctl初始化15 union semun16 {17 int val; /*for SETVAL*/18 struct semid_ds *buf;19 unsigned short *array;20 };21 22 // 初始化信号量23 int init_sem(int sem_id, int value)24 {25 union semun tmp;26 tmp.val value;27 if(semctl(sem_id, 0, SETVAL, tmp) -1)28 {29 perror(Init Semaphore Error);30 return -1;31 }32 return 0;33 }34 35 // P操作:36 // 若信号量值为1获取资源并将信号量值-1 37 // 若信号量值为0进程挂起等待38 int sem_p(int sem_id)39 {40 struct sembuf sbuf;41 sbuf.sem_num 0; /*序号*/42 sbuf.sem_op -1; /*P操作*/43 sbuf.sem_flg SEM_UNDO;44 45 if(semop(sem_id, sbuf, 1) -1)46 {47 perror(P operation Error);48 return -1;49 }50 return 0;51 }52 53 // V操作54 // 释放资源并将信号量值155 // 如果有进程正在挂起等待则唤醒它们56 int sem_v(int sem_id)57 {58 struct sembuf sbuf;59 sbuf.sem_num 0; /*序号*/60 sbuf.sem_op 1; /*V操作*/61 sbuf.sem_flg SEM_UNDO;62 63 if(semop(sem_id, sbuf, 1) -1)64 {65 perror(V operation Error);66 return -1;67 }68 return 0;69 }70 71 // 删除信号量集72 int del_sem(int sem_id)73 {74 union semun tmp;75 if(semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, tmp) -1)76 {77 perror(Delete Semaphore Error);78 return -1;79 }80 return 0;81 }82 83 // 创建一个信号量集84 int creat_sem(key_t key)85 {86 int sem_id;87 if((sem_id semget(key, 1, IPC_CREAT|0666)) -1)88 {89 perror(semget error);90 exit(-1);91 }92 init_sem(sem_id, 1); /*初值设为1资源未占用*/93 return sem_id;94 }95 96 97 int main()98 {99 key_t key;
100 int shmid, semid, msqid;
101 char *shm;
102 char data[] this is server;
103 struct shmid_ds buf1; /*用于删除共享内存*/
104 struct msqid_ds buf2; /*用于删除消息队列*/
105 struct msg_form msg; /*消息队列用于通知对方更新了共享内存*/
106
107 // 获取key值
108 if((key ftok(., z)) 0)
109 {
110 perror(ftok error);
111 exit(1);
112 }
113
114 // 创建共享内存
115 if((shmid shmget(key, 1024, IPC_CREAT|0666)) -1)
116 {
117 perror(Create Shared Memory Error);
118 exit(1);
119 }
120
121 // 连接共享内存
122 shm (char*)shmat(shmid, 0, 0);
123 if((int)shm -1)
124 {
125 perror(Attach Shared Memory Error);
126 exit(1);
127 }
128
129
130 // 创建消息队列
131 if ((msqid msgget(key, IPC_CREAT|0777)) -1)
132 {
133 perror(msgget error);
134 exit(1);
135 }
136
137 // 创建信号量
138 semid creat_sem(key);
139
140 // 读数据
141 while(1)
142 {
143 msgrcv(msqid, msg, 1, 888, 0); /*读取类型为888的消息*/
144 if(msg.mtext q) /*quit - 跳出循环*/
145 break;
146 if(msg.mtext r) /*read - 读共享内存*/
147 {
148 sem_p(semid);
149 printf(%s\n,shm);
150 sem_v(semid);
151 }
152 }
153
154 // 断开连接
155 shmdt(shm);
156
157 /*删除共享内存、消息队列、信号量*/
158 shmctl(shmid, IPC_RMID, buf1);
159 msgctl(msqid, IPC_RMID, buf2);
160 del_sem(semid);
161 return 0;
162 } client.c 1 #includestdio.h2 #includestdlib.h3 #includesys/shm.h // shared memory4 #includesys/sem.h // semaphore5 #includesys/msg.h // message queue6 #includestring.h // memcpy7 8 // 消息队列结构9 struct msg_form {10 long mtype;11 char mtext;12 };13 14 // 联合体用于semctl初始化15 union semun16 {17 int val; /*for SETVAL*/18 struct semid_ds *buf;19 unsigned short *array;20 };21 22 // P操作:23 // 若信号量值为1获取资源并将信号量值-1 24 // 若信号量值为0进程挂起等待25 int sem_p(int sem_id)26 {27 struct sembuf sbuf;28 sbuf.sem_num 0; /*序号*/29 sbuf.sem_op -1; /*P操作*/30 sbuf.sem_flg SEM_UNDO;31 32 if(semop(sem_id, sbuf, 1) -1)33 {34 perror(P operation Error);35 return -1;36 }37 return 0;38 }39 40 // V操作41 // 释放资源并将信号量值142 // 如果有进程正在挂起等待则唤醒它们43 int sem_v(int sem_id)44 {45 struct sembuf sbuf;46 sbuf.sem_num 0; /*序号*/47 sbuf.sem_op 1; /*V操作*/48 sbuf.sem_flg SEM_UNDO;49 50 if(semop(sem_id, sbuf, 1) -1)51 {52 perror(V operation Error);53 return -1;54 }55 return 0;56 }57 58 59 int main()60 {61 key_t key;62 int shmid, semid, msqid;63 char *shm;64 struct msg_form msg;65 int flag 1; /*while循环条件*/66 67 // 获取key值68 if((key ftok(., z)) 0)69 {70 perror(ftok error);71 exit(1);72 }73 74 // 获取共享内存75 if((shmid shmget(key, 1024, 0)) -1)76 {77 perror(shmget error);78 exit(1);79 }80 81 // 连接共享内存82 shm (char*)shmat(shmid, 0, 0);83 if((int)shm -1)84 {85 perror(Attach Shared Memory Error);86 exit(1);87 }88 89 // 创建消息队列90 if ((msqid msgget(key, 0)) -1)91 {92 perror(msgget error);93 exit(1);94 }95 96 // 获取信号量97 if((semid semget(key, 0, 0)) -1)98 {99 perror(semget error);
100 exit(1);
101 }
102
103 // 写数据
104 printf(***************************************\n);
105 printf(* IPC *\n);
106 printf(* Input r to send data to server. *\n);
107 printf(* Input q to quit. *\n);
108 printf(***************************************\n);
109
110 while(flag)
111 {
112 char c;
113 printf(Please input command: );
114 scanf(%c, c);
115 switch(c)
116 {
117 case r:
118 printf(Data to send: );
119 sem_p(semid); /*访问资源*/
120 scanf(%s, shm);
121 sem_v(semid); /*释放资源*/
122 /*清空标准输入缓冲区*/
123 while((cgetchar())!\n c!EOF);
124 msg.mtype 888;
125 msg.mtext r; /*发送消息通知服务器读数据*/
126 msgsnd(msqid, msg, sizeof(msg.mtext), 0);
127 break;
128 case q:
129 msg.mtype 888;
130 msg.mtext q;
131 msgsnd(msqid, msg, sizeof(msg.mtext), 0);
132 flag 0;
133 break;
134 default:
135 printf(Wrong input!\n);
136 /*清空标准输入缓冲区*/
137 while((cgetchar())!\n c!EOF);
138 }
139 }
140
141 // 断开连接
142 shmdt(shm);
143
144 return 0;
145 } 注意当scanf()输入字符或字符串时缓冲区中遗留下了\n所以每次输入操作后都需要清空标准输入的缓冲区。但是由于 gcc 编译器不支持fflush(stdin)它只是标准C的扩展所以我们使用了替代方案
1 while((cgetchar())!\n c!EOF); 五种通讯方式总结 1.管道速度慢容量有限只有父子进程能通讯
2.FIFO任何进程间都能通讯但速度慢
3.消息队列容量受到系统限制且要注意第一次读的时候要考虑上一次没有读完数据的问题
4.信号量不能传递复杂消息只能用来同步
5.共享内存区能够很容易控制容量速度快但要保持同步比如一个进程在写的时候另一个进程要注意读写的问题相当于线程中的线程安全当然共享内存区同样可以用作线程间通讯不过没这个必要线程间本来就已经共享了同一进程内的一块内存
