hello world!
分类： LINUX
2012-08-10 18:12:40
在典型的UNIX系统上可用的进程间通信形式：
管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用（无名管道）。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
信号量( semophore ) ： 信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
消息队列( message queue ) ： 消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
信号 ( sinal ) ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
共享内存( shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
套接字( socket ) ： 套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。
一、各种通信方式的优缺点每种技术满足不同的需求。假设多个进程之间的协作的复杂性大体相当，每种方法的优点和缺点如下：
1、共享内存UNIX 文件共享数据很简单，因为它使用大家熟悉的文件操作。但是，通过文件系统共享数据很慢，因为磁盘输入和输出操作的效率远远比不上内存。另外，只通过文件读写数据很难协调。最后，在文件中保存敏感数据是不安全的，因为根用户和拥有特权的其他用户可以访问这些信息。对于只读或只写的数据，适合使用文件。
2、管道和命名管道管道和命名管道也很简单。它们在连接的两端使用两个标准的文件描述符：一个只执行读操作，另一个只执行写操作。但是，管道只能在父进程和子进程之间使用，不能在任意两个进程之间使用。命名管道克服了这个缺点，是在同一系统上交换数据的好方法。但是，管道和命名管道都不提供随机访问，因为它们都作为先入先出(FIFO)设备。
3、信号信号无法在进程之间传输数据。一般情况下，信号应该只用于在进程之间通知异常情况。
4、共享内存共享内存适合比较大的数据集，因为它使用内存，支持快速的随机访问。共享内存的实现有点儿复杂，尽管如此，对于多个进程之间的主机内协作，共享内存是不错的方法。
5、SOCKET套字节套接字的功能与命名管道很相似，但是可以跨主机。本地套接字（也称为 UNIX 套接字）只能进行本地（同一主机上的）连接。Inet和Inet6套接字分别使用IPv4和IPv6协议，它们接受远程连接（也可以通过本地机器的Internet寻址机制接受本地连接）。网络应用程序显然应该选择套接字，比如分布式处理或web浏览器。所需的代码比命名管道复杂一点儿，但是模式是固定的，在任何UNIX网络编程书中都有介绍。
二、共享内存IPC共享存储允许两个或者多个进程共享一给定的存储区，因为数据不需要在客户机和服务器之间复制，所以这是最快的一种IPC。使用存储的唯一窍门是多个进程之间对一给定存储区的同步存取。
1、 shmget函数获得一个共享存储标识符。
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#include #include int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg); |
Key：参数为IPC_PRIVATE则会建立新的共享内存对象；
shmflg：IPC_CREAT、IPC_EXCL、
返回值：成功返回共享内存的标识符；不成功返回-1，errno储存错误原因。
EINVAL 参数size小于SHMMIN或大于SHMMAX。
EEXIST 预建立key所致的共享内存，但已经存在。
EIDRM 参数key所致的共享内存已经删除。
ENOSPC 超过了系统允许建立的共享内存的最大值(SHMALL )。
ENOENT 参数key所指的共享内存不存在，参数shmflg也未设IPC_CREAT位。
EACCES 没有权限。
ENOMEM 核心内存不足。
2、 shmat函数一但创建了共享内存后，进程就可调用shmat()将其连接到它的地址空间之中。
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#include #include #include void *shmat(int shmid, void *addr, int flag) ; |
1) 如果addr为0，则此段连接到由内核选择的第一个可用地址上。
2) 如果addr非0，并且没有指定SHM_RND，则此段连接到addr所指定的地址上。
3) 如果addr非0，并且指定了SHM_RND，则此段连接到（ addr－(addr mod SHMLBA)）所表示的地址上。SHM_RND命令的意思是：取整。SHMLBA的意思是：低边界地址倍数，它总是2的乘方。该算式是将地址向下取最近1个SHMLBA的倍数。
如果在f l a g中指定了SHM_RDONLY位，则以只读方式连接此段。否则以读写方式连接此段。（在进程页表项中设置只读标志，试图修改该页时将产生缺页异常，这些都是由CPU的页寻址硬件控制的）
返回：若成功则为指向共享存储段的指针，若出错则为- 1。
3、 shmdt函数当对共享存储段的操作已经结束时，则调用shmdt脱接该段。注意，这并不从系统中删除其标识符以及其数据结构。该标识符仍然存在，直至某个进程（一般是服务器）调用shmctl（带命令IP C_RMID）特地删除它。（连接是进程将共享内存的物理页加入进程页表，脱离是从页表中撤销该物理页的信息，并不改变实际的物理页）
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#include int shmdt(void *addr); |
addr: 参数是以前调用shmat时的返回值。
返回：若成功则为0，若出错则为- 1
4、 shmctl函数shmctl()函数对共享存储段执行多种操作。
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#include
int shctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf); |
三、共享内存实例
查看linux系统页大小。
#getconf PAGESIZE
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#include #include #include #include #include
#include #include #include
#define SHM_SIZE 4096 #define SHM_MODE 0600 //usr read/write
int main(int argc, char *argv[]) { int shmid = 0, ret = 0; char *shmaddr = 0; int child;
if((shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE, SHM_MODE))<0) { printf("shmget error\n"); return -1; } printf("IPC ID: %d \n", shmid); if((shmaddr=(char *)shmat(shmid, NULL, 0))==(void *)-1) { printf("shmat fial\n"); return -1; } *(shmaddr) = 'c'; printf("shmaddr = 0x%x shmdata=%c \n",shmaddr,*shmaddr);
if(!(child=fork())) { printf("This is son, and his pid is: %d\n", getpid()); *(shmaddr) = 'b'; printf("shmaddr = 0x%x shmdata=%c \n",shmaddr,*shmaddr); }else { printf("This is father, and his pid is: %d\n", getpid()); printf("shmaddr = 0x%x shmdata=%c \n",shmaddr,*shmaddr); } sleep(1); if(shmctl(shmid,IPC_RMID,0)<0) { printf("detele IPC fail\n"); return -1; }else { printf("detele IPC success\n"); return 0; } } |
unix/linux下的共享内存、信号量、队列信息管理
在unix/linux下，经常有因为共享内存、信号量，队列等共享信息没有干净地清楚而引起一些问题。
查看共享信息的内存的命令是ipcs [-m|-s|-q]。
默认会列出共享内存、信号量，队列信息，-m列出共享内存，-s列出共享信号量，-q列出共享队列。
清楚命令是ipcrm [-m|-s|-q] id。
-m 删除共享内存，-s删除共享信号量，-q删除共享队列。
