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概述

若是一个多线程的进程，由于各个线程共享一个地址空间，可以直接通过变量的形式进行通信。而进程，由于各个进程独占一个地址空间，我们需要一种通信机制来完成进程间的数据交互。本章介绍的是信号灯机制，进程间的通信机制有以下几种：

无名管道（pipe）
有名管道 （fifo）
信号（signal）

System  V  IPC
共享内存（share memory）
消息队列（message queue）
信号灯集（semaphore set）


套接字（socket）

 

之间有区分与各自的运用场景，其中套接字通常使用在网络服务，其他只能在本地场景下使用。笔者以后会逐一学习，本章介绍System  V  IPC中的信号灯集。

 

System  V  IPC

System  V IPC引入了三种高级进程间的通信机制。一个IPC对象包含消息队列、共享内寸和信号量。

  • 共享内存
  • 消息队列
  • 信号灯集

 

 

System V IPC对象

每个IPC对象有唯一的ID
IPC对象创建后一直存在，直到被显式地删除
每个IPC对象有一个关联的KEY（其中进程的私有对象KTY值为0）

 

 

命令查看IPC对象

IPC对象是全局对象，可用ipcs，ipcrm等命令查看或删除

ipcs -q: 只显示消息队列
ipcs -s: 只显示信号量
ipcs -m: 只显示共享内存
ipcs –help: 其他的参数

 

函数操作

 

创建一个IPC对象

进程创建IPC对象之前，先ftok生成一个key值。

 #include  <sys/types.h>
 #include <sys/ipc.h>
 key_t  ftok(const char *path,  int proj_id);

  •  成功时返回合法的key值，失败时返回EOF
  •  path  存在且可访问的文件的路径
  •  proj_id  用于生成key的数字，不能为0

 

System V 信号灯

信号灯也叫信号量，用于进程/线程同步或互斥的机制

 

信号灯的类型

  •   Posix 无名信号灯
  •   Posix有名信号灯
  •   System V  信号灯

 

不论是无名信号灯，还是有名信号灯，都叫做计数信号灯。代表某一类资源，其值表示系统中该资源的数量。

System V 信号灯是一个或多个计数信号灯的集合。System V 可同时操作集合中的多个信号灯，申请多个资源时避免死锁。

 

System V信号灯使用步骤

  1. 打开/创建信号灯   semget
  2. 信号灯初始化   semctl
  3. P/V操作   semop
  4. 删除信号灯  semctl

 

 

 

信号灯创建/打开 – semget

 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/sem.h>
 int semget(key_t key, int nsems, int semflg);

  •   成功时返回信号灯的id，失败时返回-1
  •   key   和消息队列关联的key  IPC_PRIVATE 或 ftok
  •   nsems   集合中包含的计数信号灯个数
  •   semflg   标志位  IPC_CREAT|0666   IPC_EXCL

 


信号灯初始化 – semctl


#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, …);

  •   成功时返回0，失败时返回EOF
  •   semid    要操作的信号灯集id
  •   semnum   要操作的集合中的信号灯编号
  •   cmd   执行的操作  SETVAL  IPC_RMID
  •   union  semun      取决于cmd

 

信号灯P/V操作 – semop

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);

  成功时返回0，失败时返回-1
  semid    要操作的信号灯集id
  sops    描述对信号灯操作的结构体(数组)
  nsops   要操作的信号灯的个数

 

 

信号灯操作 – sembuf

struct  sembuf 
 {
     short  semnum;
     short  sem_op;
     short  sem_flg;
 };

  •  semnum         信号灯编号
  •  sem_op           -1：P操作   1：V操作
  • sem_flg           0 / IPC_NOWAIT