進程間五種通信方式

進程間通信（IPC，InterProcess Communication）是指在不同進程之間傳播或交換信息。

IPC的方式通常有管道（包括無名管道和命名管道）、消息隊列、信號量、共享存儲、Socket、Streams等。其中 Socket和Streams支持不同主機上的兩個進程IPC。

以Linux中的C語言編程為例。

一、管道

管道，通常指無名管道，是 UNIX 系統IPC最古老的形式。

1、特點：

  1. 它是半雙工的（即數據只能在一個方向上流動），具有固定的讀端和寫端。

  2. 它只能用于具有親緣關系的進程之間的通信（也是父子進程或者兄弟進程之間）。

  3. 它可以看成是一種特殊的文件，對于它的讀寫也可以使用普通的read、write 等函數。但是它不是普通的文件，并不屬于其他任何文件系統，并且只存在于內存中。

一、管道

管道，通常指無名管道，是 UNIX 系統IPC最古老的形式。

1、特點：

  1. 它是半雙工的（即數據只能在一個方向上流動），具有固定的讀端和寫端。

  2. 它只能用于具有親緣關系的進程之間的通信（也是父子進程或者兄弟進程之間）。

  3. 它可以看成是一種特殊的文件，對于它的讀寫也可以使用普通的read、write 等函數。但是它不是普通的文件，并不屬于其他任何文件系統，并且只存在于內存中。

2、原型：

1 #include <unistd.h>
2 int pipe(int fd[2]);    // 返回值：若成功返回0，失敗返回-1

當一個管道建立時，它會創建兩個文件描述符：fd[0]為讀而打開，fd[1]為寫而打開。如下圖：

要關閉管道只需將這兩個文件描述符關閉即可。

3、例子

單個進程中的管道幾乎沒有任何用處。所以，通常調用 pipe 的進程接著調用 fork，這樣就創建了父進程與子進程之間的 IPC 通道。如下圖所示：

若要數據流從父進程流向子進程，則關閉父進程的讀端（fd[0]）與子進程的寫端（fd[1]）；反之，則可以使數據流從子進程流向父進程。

復制代碼

復制代碼

 1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 4 int main()5 {6     int fd[2];  // 兩個文件描述符7     pid_t pid;8     char buff[20];9 
10     if(pipe(fd) < 0)  // 創建管道
11         printf("Create Pipe Error!\n");
12 
13     if((pid = fork()) < 0)  // 創建子進程
14         printf("Fork Error!\n");
15     else if(pid > 0)  // 父進程
16     {
17         close(fd[0]); // 關閉讀端
18         write(fd[1], "hello world\n", 12);
19     }
20     else
21     {
22         close(fd[1]); // 關閉寫端
23         read(fd[0], buff, 20);
24         printf("%s", buff);
25     }
26 
27     return 0;
28 }

復制代碼

復制代碼

二、FIFO

FIFO，也稱為命名管道，它是一種文件類型。

1、特點

  1. FIFO可以在無關的進程之間交換數據，與無名管道不同。

  2. FIFO有路徑名與之相關聯，它以一種特殊設備文件形式存在于文件系統中。

2、原型

1 #include <sys/stat.h>
2 // 返回值：成功返回0，出錯返回-1
3 int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

其中的 mode 參數與open函數中的 mode 相同。一旦創建了一個 FIFO，就可以用一般的文件I/O函數操作它。

當 open 一個FIFO時，是否設置非阻塞標志（O_NONBLOCK）的區別：

  • 若沒有指定O_NONBLOCK（默認），只讀 open 要阻塞到某個其他進程為寫而打開此 FIFO。類似的，只寫 open 要阻塞到某個其他進程為讀而打開它。

  • 若指定了O_NONBLOCK，則只讀 open 立即返回。而只寫 open 將出錯返回 -1 如果沒有進程已經為讀而打開該 FIFO，其errno置ENXIO。

3、例子

FIFO的通信方式類似于在進程中使用文件來傳輸數據，只不過FIFO類型文件同時具有管道的特性。在數據讀出時，FIFO管道中同時清除數據，并且“先進先出”。下面的例子演示了使用 FIFO 進行 IPC 的過程：

write_fifo.c

復制代碼

復制代碼

 1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>   // exit3 #include<fcntl.h>    // O_WRONLY4 #include<sys/stat.h>5 #include<time.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()); // 說明進程ID
15     
16     if((fd = open("fifo1", O_WRONLY)) < 0) // 以寫打開一個FIFO 
17     {
18         perror("Open FIFO Failed");
19         exit(1);
20     }
21 
22     for(i=0; i<10; ++i)
23     {
24         time(&tp);  // 取系統當前時間
25         n=sprintf(buf,"Process %d's time is %s",getpid(),ctime(&tp));
26         printf("Send message: %s", buf); // 打印
27         if(write(fd, buf, n+1) < 0)  // 寫入到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);  // 關閉FIFO文件
37     return 0;
38 }

復制代碼

復制代碼

read_fifo.c

復制代碼

復制代碼

 1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 #include<errno.h>4 #include<fcntl.h>5 #include<sys/stat.h>6 7 int main()8 {9     int fd;
10     int len;
11     char buf[1024];
12 
13     if(mkfifo("fifo1", 0666) < 0 && errno!=EEXIST) // 創建FIFO管道
14         perror("Create FIFO Failed");
15 
16     if((fd = open("fifo1", O_RDONLY)) < 0)  // 以讀打開FIFO
17     {
18         perror("Open FIFO Failed");
19         exit(1);
20     }
21     
22     while((len = read(fd, buf, 1024)) > 0) // 讀取FIFO管道
23         printf("Read message: %s", buf);
24 
25     close(fd);  // 關閉FIFO文件
26     return 0;
27 }

復制代碼

復制代碼

在兩個終端里用 gcc 分別編譯運行上面兩個文件，可以看到輸出結果如下：

復制代碼

復制代碼

 1 [cheesezh@localhost]$ ./write_fifo 2 I am 5954 process.3 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:28 20154 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:29 20155 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:30 20156 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:31 20157 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:32 20158 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:33 20159 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:34 2015
10 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:35 2015
11 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:36 2015
12 Send message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:37 2015

復制代碼

復制代碼

?

復制代碼

復制代碼

 1 [cheesezh@localhost]$ ./read_fifo 2 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:28 20153 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:29 20154 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:30 20155 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:31 20156 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:32 20157 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:33 20158 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:34 20159 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:35 2015
10 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:36 2015
11 Read message: Process 5954's time is Mon Apr 20 12:37:37 2015

復制代碼

復制代碼

上述例子可以擴展成 客戶進程—服務器進程 通信的實例，write_fifo的作用類似于客戶端，可以打開多個客戶端向一個服務器發送請求信息，read_fifo類似于服務器，它適時監控著FIFO的讀端，當有數據時，讀出并進行處理，但是有一個關鍵的問題是，每一個客戶端必須預先知道服務器提供的FIFO接口，下圖顯示了這種安排：

三、消息隊列

消息隊列，是消息的鏈接表，存放在內核中。一個消息隊列由一個標識符（即隊列ID）來標識。

1、特點

  1. 消息隊列是面向記錄的，其中的消息具有特定的格式以及特定的優先級。

  2. 消息隊列獨立于發送與接收進程。進程終止時，消息隊列及其內容并不會被刪除。

  3. 消息隊列可以實現消息的隨機查詢,消息不一定要以先進先出的次序讀取,也可以按消息的類型讀取。

2、原型

復制代碼

復制代碼

1 #include <sys/msg.h>
2 // 創建或打開消息隊列：成功返回隊列ID，失敗返回-1
3 int msgget(key_t key, int flag);
4 // 添加消息：成功返回0，失敗返回-1
5 int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t size, int flag);
6 // 讀取消息：成功返回消息數據的長度，失敗返回-1
7 int msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t size, long type,int flag);
8 // 控制消息隊列：成功返回0，失敗返回-1
9 int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

復制代碼

復制代碼

在以下兩種情況下，msgget將創建一個新的消息隊列：

  • 如果沒有與鍵值key相對應的消息隊列，并且flag中包含了IPC_CREAT標志位。
  • key參數為IPC_PRIVATE。

函數msgrcv在讀取消息隊列時，type參數有下面幾種情況：

  • type == 0，返回隊列中的第一個消息；
  • type > 0，返回隊列中消息類型為 type 的第一個消息；
  • type < 0，返回隊列中消息類型值小于或等于 type 絕對值的消息，如果有多個，則取類型值最小的消息。

可以看出，type值非 0 時用于以非先進先出次序讀消息。也可以把 type 看做優先級的權值。（其他的參數解釋，請自行Google之）

3、例子

下面寫了一個簡單的使用消息隊列進行IPC的例子，服務端程序一直在等待特定類型的消息，當收到該類型的消息以后，發送另一種特定類型的消息作為反饋，客戶端讀取該反饋并打印出來。

msg_server.c

復制代碼

復制代碼

 1 #include <stdio.h>2 #include <stdlib.h>3 #include <sys/msg.h>4 5 // 用于創建一個唯一的key6 #define MSG_FILE "/etc/passwd"7 8 // 消息結構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     // 獲取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     // 創建消息隊列
31     if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1)
32     {
33         perror("msgget error");
34         exit(1);
35     }
36 
37     // 打印消息隊列ID及進程ID
38     printf("My msqid is: %d.\n", msqid);
39     printf("My pid is: %d.\n", getpid());
40 
41     // 循環讀取消息
42     for(;;) 
43     {
44         msgrcv(msqid, &msg, 256, 888, 0);// 返回類型為888的第一個消息
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; // 客戶端接收的消息類型
49         sprintf(msg.mtext, "hello, I'm server %d", getpid());
50         msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);
51     }
52     return 0;
53 }

復制代碼

復制代碼

msg_client.c

復制代碼

復制代碼

 1 #include <stdio.h>2 #include <stdlib.h>3 #include <sys/msg.h>4 5 // 用于創建一個唯一的key6 #define MSG_FILE "/etc/passwd"7 8 // 消息結構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     // 獲取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     // 打開消息隊列
31     if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1) 
32     {
33         perror("msgget error");
34         exit(1);
35     }
36 
37     // 打印消息隊列ID及進程ID
38     printf("My msqid is: %d.\n", msqid);
39     printf("My pid is: %d.\n", getpid());
40 
41     // 添加消息，類型為888
42     msg.mtype = 888;
43     sprintf(msg.mtext, "hello, I'm client %d", getpid());
44     msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);
45 
46     // 讀取類型為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 }

復制代碼

復制代碼

四、信號量

信號量（semaphore）與已經介紹過的 IPC 結構不同，它是一個計數器。信號量用于實現進程間的互斥與同步，而不是用于存儲進程間通信數據。

1、特點

  1. 信號量用于進程間同步，若要在進程間傳遞數據需要結合共享內存。

  2. 信號量基于操作系統的 PV 操作，程序對信號量的操作都是原子操作。

  3. 每次對信號量的 PV 操作不僅限于對信號量值加 1 或減 1，而且可以加減任意正整數。

  4. 支持信號量組。

2、原型

最簡單的信號量是只能取 0 和 1 的變量，這也是信號量最常見的一種形式，叫做二值信號量（Binary Semaphore）。而可以取多個正整數的信號量被稱為通用信號量。

Linux 下的信號量函數都是在通用的信號量數組上進行操作，而不是在一個單一的二值信號量上進行操作。

復制代碼

復制代碼

1 #include <sys/sem.h>
2 // 創建或獲取一個信號量組：若成功返回信號量集ID，失敗返回-1
3 int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);
4 // 對信號量組進行操作，改變信號量的值：成功返回0，失敗返回-1
5 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops);  
6 // 控制信號量的相關信息
7 int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...);

復制代碼

復制代碼

當semget創建新的信號量集合時，必須指定集合中信號量的個數（即num_sems），通常為1； 如果是引用一個現有的集合，則將num_sems指定為 0 。

在semop函數中，sembuf結構的定義如下：

復制代碼

復制代碼

1 struct sembuf 
2 {
3     short sem_num; // 信號量組中對應的序號，0～sem_nums-1
4     short sem_op;  // 信號量值在一次操作中的改變量
5     short sem_flg; // IPC_NOWAIT, SEM_UNDO
6 }

復制代碼

復制代碼

其中 sem_op 是一次操作中的信號量的改變量：

  • 若sem_op > 0，表示進程釋放相應的資源數，將 sem_op 的值加到信號量的值上。如果有進程正在休眠等待此信號量，則換行它們。

  • 若sem_op < 0，請求 sem_op 的絕對值的資源。

    • 如果相應的資源數可以滿足請求，則將該信號量的值減去sem_op的絕對值，函數成功返回。
    • 當相應的資源數不能滿足請求時，這個操作與sem_flg有關。
      • sem_flg 指定IPC_NOWAIT，則semop函數出錯返回EAGAIN。
      • sem_flg 沒有指定IPC_NOWAIT，則將該信號量的semncnt值加1，然后進程掛起直到下述情況發生：
        1. 當相應的資源數可以滿足請求，此信號量的semncnt值減1，該信號量的值減去sem_op的絕對值。成功返回；
        2. 此信號量被刪除，函數smeop出錯返回EIDRM；
        3. 進程捕捉到信號，并從信號處理函數返回，此情況下將此信號量的semncnt值減1，函數semop出錯返回EINTR

  • 若sem_op == 0，進程阻塞直到信號量的相應值為0：

    • 當信號量已經為0，函數立即返回。
    • 如果信號量的值不為0，則依據sem_flg決定函數動作：
      • sem_flg指定IPC_NOWAIT，則出錯返回EAGAIN。
      • sem_flg沒有指定IPC_NOWAIT，則將該信號量的semncnt值加1，然后進程掛起直到下述情況發生：
        1. 信號量值為0，將信號量的semzcnt的值減1，函數semop成功返回；
        2. 此信號量被刪除，函數smeop出錯返回EIDRM；
        3. 進程捕捉到信號，并從信號處理函數返回，在此情況將此信號量的semncnt值減1，函數semop出錯返回EINTR

在semctl函數中的命令有多種，這里就說兩個常用的：

  • SETVAL：用于初始化信號量為一個已知的值。所需要的值作為聯合semun的val成員來傳遞。在信號量第一次使用之前需要設置信號量。
  • IPC_RMID：刪除一個信號量集合。如果不刪除信號量，它將繼續在系統中存在，即使程序已經退出，它可能在你下次運行此程序時引發問題，而且信號量是一種有限的資源。

3、例子

復制代碼

復制代碼

  1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 #include<sys/sem.h>4 5 // 聯合體，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 // 初始化信號量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 //    若信號量值為1，獲取資源并將信號量值-1 28 //    若信號量值為0，進程掛起等待29 int sem_p(int sem_id)30 {31     struct sembuf sbuf;32     sbuf.sem_num = 0; /*序號*/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 //    釋放資源并將信號量值+146 //    如果有進程正在掛起等待，則喚醒它們47 int sem_v(int sem_id)48 {49     struct sembuf sbuf;50     sbuf.sem_num = 0; /*序號*/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 // 刪除信號量集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;  // 信號量集ID78     key_t key;  79     pid_t pid;80 81     // 獲取key值82     if((key = ftok(".", 'z')) < 0)83     {84         perror("ftok error");85         exit(1);86     }87 88     // 創建信號量集，其中只有一個信號量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：初值設為0資源被占用96     init_sem(sem_id, 0);97 98     if((pid = fork()) == -1)99         perror("Fork Error");
100     else if(pid == 0) /*子進程*/ 
101     {
102         sleep(2);
103         printf("Process child: pid=%d\n", getpid());
104         sem_v(sem_id);  /*釋放資源*/
105     }
106     else  /*父進程*/
107     {
108         sem_p(sem_id);   /*等待資源*/
109         printf("Process father: pid=%d\n", getpid());
110         sem_v(sem_id);   /*釋放資源*/
111         del_sem(sem_id); /*刪除信號量集*/
112     }
113     return 0;
114 }

復制代碼

復制代碼

上面的例子如果不加信號量，則父進程會先執行完畢。這里加了信號量讓父進程等待子進程執行完以后再執行。

五、共享內存

共享內存（Shared Memory），指兩個或多個進程共享一個給定的存儲區。

1、特點

  1. 共享內存是最快的一種 IPC，因為進程是直接對內存進行存取。

  2. 因為多個進程可以同時操作，所以需要進行同步。

  3. 信號量+共享內存通常結合在一起使用，信號量用來同步對共享內存的訪問。

2、原型

復制代碼

復制代碼

1 #include <sys/shm.h>
2 // 創建或獲取一個共享內存：成功返回共享內存ID，失敗返回-1
3 int shmget(key_t key, size_t size, int flag);
4 // 連接共享內存到當前進程的地址空間：成功返回指向共享內存的指針，失敗返回-1
5 void *shmat(int shm_id, const void *addr, int flag);
6 // 斷開與共享內存的連接：成功返回0，失敗返回-1
7 int shmdt(void *addr); 
8 // 控制共享內存的相關信息：成功返回0，失敗返回-1
9 int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf);

復制代碼

復制代碼

當用shmget函數創建一段共享內存時，必須指定其 size；而如果引用一個已存在的共享內存，則將 size 指定為0 。

當一段共享內存被創建以后，它并不能被任何進程訪問。必須使用shmat函數連接該共享內存到當前進程的地址空間，連接成功后把共享內存區對象映射到調用進程的地址空間，隨后可像本地空間一樣訪問。

shmdt函數是用來斷開shmat建立的連接的。注意，這并不是從系統中刪除該共享內存，只是當前進程不能再訪問該共享內存而已。

shmctl函數可以對共享內存執行多種操作，根據參數 cmd 執行相應的操作。常用的是IPC_RMID（從系統中刪除該共享內存）。

3、例子

下面這個例子，使用了【共享內存+信號量+消息隊列】的組合來實現服務器進程與客戶進程間的通信。

  • 共享內存用來傳遞數據；
  • 信號量用來同步；
  • 消息隊列用來 在客戶端修改了共享內存后 通知服務器讀取。

server.c

復制代碼

復制代碼

  1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 #include<sys/shm.h>  // shared memory4 #include<sys/sem.h>  // semaphore5 #include<sys/msg.h>  // message queue6 #include<string.h>   // memcpy7 8 // 消息隊列結構9 struct msg_form {10     long mtype;11     char mtext;12 };13 14 // 聯合體，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 // 初始化信號量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 //  若信號量值為1，獲取資源并將信號量值-1 37 //  若信號量值為0，進程掛起等待38 int sem_p(int sem_id)39 {40     struct sembuf sbuf;41     sbuf.sem_num = 0; /*序號*/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 //  釋放資源并將信號量值+155 //  如果有進程正在掛起等待，則喚醒它們56 int sem_v(int sem_id)57 {58     struct sembuf sbuf;59     sbuf.sem_num = 0; /*序號*/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 // 刪除信號量集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 // 創建一個信號量集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);  /*初值設為1資源未占用*/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;  /*用于刪除共享內存*/
104     struct msqid_ds buf2;  /*用于刪除消息隊列*/
105     struct msg_form msg;  /*消息隊列用于通知對方更新了共享內存*/
106 
107     // 獲取key值
108     if((key = ftok(".", 'z')) < 0)
109     {
110         perror("ftok error");
111         exit(1);
112     }
113 
114     // 創建共享內存
115     if((shmid = shmget(key, 1024, IPC_CREAT|0666)) == -1)
116     {
117         perror("Create Shared Memory Error");
118         exit(1);
119     }
120 
121     // 連接共享內存
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     // 創建消息隊列
131     if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1)
132     {
133         perror("msgget error");
134         exit(1);
135     }
136 
137     // 創建信號量
138     semid = creat_sem(key);
139     
140     // 讀數據
141     while(1)
142     {
143         msgrcv(msqid, &msg, 1, 888, 0); /*讀取類型為888的消息*/
144         if(msg.mtext == 'q')  /*quit - 跳出循環*/ 
145             break;
146         if(msg.mtext == 'r')  /*read - 讀共享內存*/
147         {
148             sem_p(semid);
149             printf("%s\n",shm);
150             sem_v(semid);
151         }
152     }
153 
154     // 斷開連接
155     shmdt(shm);
156 
157     /*刪除共享內存、消息隊列、信號量*/
158     shmctl(shmid, IPC_RMID, &buf1);
159     msgctl(msqid, IPC_RMID, &buf2);
160     del_sem(semid);
161     return 0;
162 }

復制代碼

復制代碼

client.c

復制代碼

復制代碼

  1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 #include<sys/shm.h>  // shared memory4 #include<sys/sem.h>  // semaphore5 #include<sys/msg.h>  // message queue6 #include<string.h>   // memcpy7 8 // 消息隊列結構9 struct msg_form {10     long mtype;11     char mtext;12 };13 14 // 聯合體，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 //  若信號量值為1，獲取資源并將信號量值-1 24 //  若信號量值為0，進程掛起等待25 int sem_p(int sem_id)26 {27     struct sembuf sbuf;28     sbuf.sem_num = 0; /*序號*/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 //  釋放資源并將信號量值+142 //  如果有進程正在掛起等待，則喚醒它們43 int sem_v(int sem_id)44 {45     struct sembuf sbuf;46     sbuf.sem_num = 0; /*序號*/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循環條件*/66 67     // 獲取key值68     if((key = ftok(".", 'z')) < 0)69     {70         perror("ftok error");71         exit(1);72     }73 74     // 獲取共享內存75     if((shmid = shmget(key, 1024, 0)) == -1)76     {77         perror("shmget error");78         exit(1);79     }80 81     // 連接共享內存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     // 創建消息隊列90     if ((msqid = msgget(key, 0)) == -1)91     {92         perror("msgget error");93         exit(1);94     }95 96     // 獲取信號量97     if((semid = semget(key, 0, 0)) == -1)98     {99         perror("semget error");
100         exit(1);
101     }
102     
103     // 寫數據
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);  /*訪問資源*/
120                 scanf("%s", shm);
121                 sem_v(semid);  /*釋放資源*/
122                 /*清空標準輸入緩沖區*/
123                 while((c=getchar())!='\n' && c!=EOF);
124                 msg.mtype = 888;  
125                 msg.mtext = 'r';  /*發送消息通知服務器讀數據*/
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                 /*清空標準輸入緩沖區*/
137                 while((c=getchar())!='\n' && c!=EOF);
138         }
139     }
140 
141     // 斷開連接
142     shmdt(shm);
143 
144     return 0;
145 }

復制代碼

復制代碼

注意：當scanf()輸入字符或字符串時，緩沖區中遺留下了\n，所以每次輸入操作后都需要清空標準輸入的緩沖區。但是由于 gcc 編譯器不支持fflush(stdin)（它只是標準C的擴展），所以我們使用了替代方案：

1 while((c=getchar())!='\n' && c!=EOF);

?

?

五種通訊方式總結

?

?

1.管道：速度慢，容量有限，只有父子進程能通訊 ? ?

2.FIFO：任何進程間都能通訊，但速度慢 ? ?

3.消息隊列：容量受到系統限制，且要注意第一次讀的時候，要考慮上一次沒有讀完數據的問題?? ?

4.信號量：不能傳遞復雜消息，只能用來同步 ? ?

5.共享內存區：能夠很容易控制容量，速度快，但要保持同步，比如一個進程在寫的時候，另一個進程要注意讀寫的問題，相當于線程中的線程安全，當然，共享內存區同樣可以用作線程間通訊，不過沒這個必要，線程間本來就已經共享了同一進程內的一塊內存

本文來自互聯網用戶投稿，該文觀點僅代表作者本人，不代表本站立場。本站僅提供信息存儲空間服務，不擁有所有權，不承擔相關法律責任。
如若轉載，請注明出處：http://www.pswp.cn/news/252672.shtml
繁體地址，請注明出處：http://hk.pswp.cn/news/252672.shtml
英文地址，請注明出處：http://en.pswp.cn/news/252672.shtml

如若內容造成侵權/違法違規/事實不符，請聯系多彩編程網進行投訴反饋email:809451989@qq.com，一經查實，立即刪除！

相關文章

電子書下載：Silverlight 5 in Action

電子書下載：Silverlight 5 in Action

下載&#xff1a;http://www.ctdisk.com/file/8447319
閱讀更多...
git 的使用方法

git 的使用方法

git 的使用有3個主要步驟&#xff1a; 1.1 工作區域操作&#xff1a; 在自己的git賬號下構建一個工作目錄&#xff0c; 并往工作目錄里添加文件內容&#xff08;cp /root/data/VIP_Amount_prediction/* ./&#xff09;。 cd 當前工作目錄&#xff0c; git init&#xff0c; 初始…
閱讀更多...
Codeforces 898E Squares and not squares

Codeforces 898E Squares and not squares

題目大意 給定 $n$&#xff08;$n$ 是偶數&#xff0c;$2\le n\le 2\times 10^{5}$&#xff09;個非負整數 $a_1,\dots, a_n$&#xff08;$a_i\le 10^9$&#xff09;。 要求將其中 $n/2$ 個數變成平方數&#xff0c;另外 $n/2$ 個數變成非平方數&#xff0c;變化后的數必須仍是…
閱讀更多...
UTC時間

UTC時間

每個地區都有自己的本地時間&#xff0c;在網上以及無線電通信中時間轉換的問題就顯得格外突出。我自己就經常混淆于此&#xff0c;特地研究了一下&#xff0c;記錄在此以備忘。 整個地球分為二十四時區&#xff0c;每個時區都有自己的本地時間。在國際無線電通信場合&#xff…
閱讀更多...
Virtualbox橋接網卡設置

Virtualbox橋接網卡設置

正常情況下&#xff0c;像設置virtualbox虛擬機的橋接網卡非常簡單&#xff0c;只需要點配置&#xff0c;然后在配置界面點擊網絡&#xff0c;然后在右邊的網絡里選擇橋接網絡即可。但是如果這么簡單就好了&#xff0c;今天要說的就是在不正常的情況下是怎么設置的。 工具/原料…
閱讀更多...
利用CSS、JavaScript及Ajax實現圖片預加載的三大方法

利用CSS、JavaScript及Ajax實現圖片預加載的三大方法

預加載圖片是提高用戶體驗的一個很好方法。圖片預先加載到瀏覽器中&#xff0c;訪問者便可順利地在你的網站上沖浪&#xff0c;并享受到極快的加載速度。這對圖片畫廊及圖片占據很大比例的網站來說十分有利&#xff0c;它保證了圖片快速、無縫地發布&#xff0c;也可幫助用戶在…
閱讀更多...
ThinkJS前端搭配vue時的Nginx配置

ThinkJS前端搭配vue時的Nginx配置

Thinkjs 作為奇舞團開源的nodejs mvc框架之一&#xff0c;引起了很多NodeJS程序員的親賴。但是其關于靜態文件處理部分支持不夠完善&#xff0c;主要是體現在SPA單頁應用&#xff0c;之前在ThinkJS 2.*版本時寫過一個關于處理單頁應用靜態資源的middleware think-resource-spa,…
閱讀更多...
SQL疑難雜癥【4 】大量數據查詢的時候避免子查詢

SQL疑難雜癥【4 】大量數據查詢的時候避免子查詢

前幾天發現系統變得很慢&#xff0c;在Profiler里面發現有的SQL執行了幾十秒才返回結果&#xff0c;當時的SQL如下&#xff1a; 可以看得出來&#xff0c;在652行用了子查詢&#xff0c;恰巧目標表(QS_WIP)中的記錄數為100000000&#xff0c;通過如下SQL可以得到&#xff1a; S…
閱讀更多...
2020-11-27

2020-11-27

總結各種RGB轉YUV的轉換公式 如果數據位寬都以8位來說.ITU709:允許 0~255之間所有數據 ITU601:只允許 16~235之間數據, 601是SDTV的數據結構&#xff1b; 656是SDTV的interface 709是HDTV的數據結構 &#xff1b;1120是HDTV的interface 最近在學習視頻的顏色空間轉換&#x…
閱讀更多...
python學習筆記1-基礎語法

python學習筆記1-基礎語法

1 在3版本中print需要加上括號2 多行語句&#xff1a;用\連接 1 item_one1 2 item_two2 3 item_three3 4 total item_one \ 5 item_two \ 6 item_three 7 print (total) 3 引號 　　字符串通常在引號中 不管是單引號 雙引號還是三引號　　 必須保證前后一致…
閱讀更多...
『原創』一個基于Win CE 5.0的Txt文件閱讀器

『原創』一個基于Win CE 5.0的Txt文件閱讀器

最近&#xff0c;拿到一臺親戚送的GPS導航儀&#xff0c;其系統是基于WinCE5.0的&#xff0c;所以我覺得可以寫點小程序上去&#xff0c;上網一搜&#xff0c;還附帶破解方法&#xff0c;把GPS破解后就變成一臺屏幕超大的PDA了&#xff0c;于是我想用它看電子書&#xff0c;無奈…
閱讀更多...
ARM Cortex-A系列（A53、A57、A73等）處理器性能分類與對比

ARM Cortex-A系列（A53、A57、A73等）處理器性能分類與對比

在如今這個電子產品泛濫的年代&#xff0c;僅僅靠品牌或是外觀已經不足以辨別產品的優劣&#xff0c;其內置的處理器自然也就成為了分辨產品是否高端的標準之一。那么我們今天就不妨好好了解一下近幾年來電子產品中較為主流的RAM處理器。 在這之前讓我們先簡單認識一下處理器的…
閱讀更多...
批量創建10個系統帳號tianda01-tianda10并設置密碼

批量創建10個系統帳號tianda01-tianda10并設置密碼

#1、添加用戶 useradd tianda01#2、非交互式給密碼 echo "pass"|passwd --stdin tianda#3、01-10 加0思路 (1)echo {00..10}(2)seq -w 10#隨機密碼6種方法 (1)echo $RANDOM | md5sum | cut -c 1-8(2)yum -y install expect mkpasswd -l 12 -d 5 #expect隨機mkpasswd …
閱讀更多...
DIV常用屬性大全自己整理

DIV常用屬性大全自己整理

一、屬性列表 代碼如下:color : #999999 文字顏色 font-family : 宋體 文字字型 font-size : 10pt 文字大小 font-style:itelic 文字斜體育 font-variant:small-caps 小字體 letter-spacing : 1pt 文字間距 line-height : 200% 設定行高 font-weight:bold 文字粗體 vertical-a…
閱讀更多...
.NET 3.5 - DLINQ(LINQ to SQL)之面向對象的添加、查詢、更新和刪除

.NET 3.5 - DLINQ(LINQ to SQL)之面向對象的添加、查詢、更新和刪除

步步為營VS 2008 .NET 3.5(8) - DLINQ(LINQ to SQL)之面向對象的添加、查詢、更新和刪除作者&#xff1a;webabcd介紹以Northwind為示例數據庫&#xff0c;DLINQ(LINQ to SQL)之完全面向對象的添加操作、查詢操作、更新操作和刪除操作示例Sample.aspx <% Page Language&quo…
閱讀更多...
ARM處理器的分類

ARM處理器的分類

對于ARM處理器而言&#xff0c;其目前有Classic系列、Cortex-M系列、Cortex-R系列、Cortex-A系列和Cortex-A50系列5個大類。 Classic系列 該系列處理器由三個子系列組成&#xff1a; ARM7系列&#xff1a;基于ARMv3或ARMv4架構 ARM9系列&#xff1a;基于ARMv5架構 ARM11系列…
閱讀更多...
Poj 1019

Poj 1019

傳送門&#xff1a;http://poj.org/problem?id1019 主要是找數學規律 然后用好pow和log函數&#xff0c;由于數組過大&#xff0c;數組的類型用unsigned 1 #include<iostream>2 #include<cmath>3 using namespace std;4 5 int t;6 int k;7 int n;8 unsigned a[312…
閱讀更多...
ARM版本系列及家族成員梳理

ARM版本系列及家族成員梳理

ARM公司簡介 ARM是Advanced RISC Machines的縮寫&#xff0c;它是一家微處理器行業的知名企業&#xff0c;該企業設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC &#xff08;精簡指令集&#xff09;處理器。 1985年第一個ARM原型在英國劍橋誕生。 公司的特點是只設計芯片&#xff0c…
閱讀更多...
z-index ie無效

z-index ie無效

首先來個 解釋了三個原因&#xff1a;http://www.cnblogs.com/hakuci/archive/2011/01/05/1926212.html 我這個還比較特殊 爸爸級別在最底層 遮羞層在中間 兒子最外邊 <div>遮羞層</div> z-index2 <div>爺爺 <div>小爸爸</div> <div>爸…
閱讀更多...
數據結構與算法問題 AVL二叉平衡樹

數據結構與算法問題 AVL二叉平衡樹

AVL樹是帶有平衡條件的二叉查找樹。這個平衡條件必須保持&#xff0c;并且它必須保證樹的深度是O&#xff08;logN&#xff09;。 一棵AVL樹是其每一個節點的左子樹和右子樹的高度最多差1的二叉查找樹。&#xff08;空樹的高度定義為-1&#xff09;。在插入以后。僅僅有那些從插…
閱讀更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023