3、For Example

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

复制#include复制#include复制#include复制#include复制
复制// 用于創建一個唯一的key复制#define MSG_FILE "/etc/passwd"复制
复制// 消息結構复制struct msg_form {复制    long mtype;复制    char mtext[256];复制};复制
复制int main()复制{复制    int msqid;复制    key_t key;复制    struct msg_form msg;复制复制   // 獲取key值复制   if((key = ftok(MSG_FILE,'z')) < 0)复制   {复制       perror("ftok error");复制       exit(1);复制    }复制
复制  // 打印key值复制    printf("Message Queue - Server key is: %d.\\n", key);复制
复制   // 創建消息隊列复制    if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1)复制    {复制       perror("msgget error");复制       exit(1);复制    }复制复制    // 打印消息隊列ID及進程ID复制    printf("My msqid is: %d.\\n", msqid);复制    printf("My pid is: %d.\\n", getpid());复制
复制    // 循環讀取消息复制    for(;;) 复制    {复制        msgrcv(msqid, &msg, 256, 888, 0);// 返回類型為888的第一個消息复制        printf("Server: receive msg.mtext is: %s.\\n", msg.mtext);复制        printf("Server: receive msg.mtype is: %d.\\n", msg.mtype);复制
复制        msg.mtype = 999; // 客戶端接收的消息類型复制        sprintf(msg.mtext, "hello, I'm server %d", getpid());复制        msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);复制   }复制   return 0;复制 }

msg_client.c

复制#include复制#include复制#include复制#include复制// 用于創建一個唯一的key复制#define MSG_FILE "/etc/passwd"复制
复制// 消息結構复制struct msg_form {复制    long mtype;复制    char mtext[256];复制};复制
复制int main()复制{复制    int msqid;复制    key_t key;复制    struct msg_form msg;复制
复制    // 獲取key值复制    if ((key = ftok(MSG_FILE, 'z')) < 0) 复制    {复制        perror("ftok error");复制        exit(1);复制    }复制
复制    // 打印key值复制    printf("Message Queue - Client key is: %d.\\n", key);复制
复制    // 打開消息隊列复制    if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1) 复制    {复制        perror("msgget error");复制        exit(1);复制    }复制
复制    // 打印消息隊列ID及進程ID复制    printf("My msqid is: %d.\\n", msqid);复制    printf("My pid is: %d.\\n", getpid());复制
复制    // 添加消息，類型為888复制    msg.mtype = 888;复制    sprintf(msg.mtext, "hello, I'm client %d", getpid());复制    msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);复制
复制    // 讀取類型為777的消息复制    msgrcv(msqid, &msg, 256, 999, 0);复制    printf("Client: receive msg.mtext is: %s.\\n", msg.mtext);复制    printf("Client: receive msg.mtype is: %d.\\n", msg.mtype);复制    return 0;复制}

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。

复制#include复制// 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复制intsemget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);复制// 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复制intsemop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops);  复制// 控制信號量的相關信息复制intsemctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...);

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：

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

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。
  • sem_flg 指定IPC_NOWAIT，則semop函數出錯返回复制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：
  • 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；
  • 此信號量被刪除，函數smeop出錯返回EIDRM；
  • 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
  • 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。
• 若sem_op == 0，進程阻塞直到信號量的相應值為0：
  • 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：
  • 信號量值為0，將信號量的semzcnt的值減1，函數semop成功返回；
  • 此信號量被刪除，函數smeop出錯返回EIDRM；
  • 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
  • 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：

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。