程序間通信
基本概念：
什麼是程序間通信：
是指兩個或多個程序之間互動資料的過程，是因為程序之間是互相獨立的，為了協同工作的需要必須要互動資料
程序間通信的分類：
簡單的程序間通信：信号、檔案、環境變量、指令行參數
傳統的程序間通信：管道檔案
XSI程序間通信： 共享記憶體、消息隊列、信号量
網絡程序間通信： 套接字Socket
傳統程序間通信-管道(FIFO)：
管道是UNIX系統中最古老的程序間通信方式，古老意味着所有系統都支援，早期的管道檔案都是半雙工，現有的一些系統的管道是全雙工的
管道是一種特殊的檔案，它的資料在檔案中是流動的，讀取之後就會消失，如果檔案中沒有任何資料讀取時會阻塞
有名管道：基于有檔案名的管道檔案的通信
程式設計模型：
程序A 程序B
建立管道
打開管道 打開管道
寫資料 讀資料
關閉管道 關閉管道
删除管道
建立管道檔案：
1、mkfifo filename
2、函數
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
功能：建立有名管道檔案
pathname:管道檔案路徑
mode:管道檔案權限
匿名管道：
注意：匿名管道隻适合通過fork建立的父子程序之間使用
int pipe(int pipefd[2]);
功能：建立一個匿名管道檔案，傳回管道檔案的讀權限fd和寫權限fd
pipefd:傳回用于存儲管道檔案讀寫fd的數組，輸出型參數
pipefd[0] 用于讀
pipefd[1] 用于寫
程式設計模型：
父程序 子程序
擷取一對fd 共享了一對fd
關閉讀 關閉寫
寫資料 讀資料
關閉寫 關閉讀
XSI程序間通信：
X/Open公司制定用于程序間通信的系統接口
XSI程序間通信技術都需要借助系統核心，需要建立核心對象，核心對象會以整數形式傳回給使用者态，相當于檔案描述符，也叫做IPC辨別符
檔案的建立打開需要借助檔案名，同樣的，IPC核心對象建立需要借助IPC鍵值(整數)，必須要確定IPC鍵值是獨一無二的
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
功能：計算出一個獨一無二的IPC鍵值
pathname:項目路徑，不是依靠字元串計算，而是依靠路徑的位置以及項目編号計算的，是以不能提供假路徑，否則可能會産生同樣的IPC鍵值
proj_id：項目編号
傳回值：計算出來的IPC鍵值
共享記憶體：
基本特點：
兩個或者多個程序之間共享一塊由核心負責維護的記憶體，該記憶體可以與多個程序的虛拟記憶體進行映射
優點：不需要複制資訊，是一種最快的IPC通信機制
缺點：需要考慮同步通路的問題，一般借助信号來解決
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
功能：建立/擷取共享記憶體
key:由程序提供的一個獨一無二的IPC鍵值
size：共享記憶體的大小，擷取時該參數無意義，一般給0
shmflg：
IPC_CREAT 建立共享記憶體
IPC_EXCL 共享記憶體如果已存在，則傳回錯誤
擷取時直接給0
mode_flags 建立共享記憶體時需要提供權限 IPC_CREAT|0644
傳回值：IPC辨別符，錯誤時傳回-1
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
功能：讓虛拟記憶體與共享記憶體進行映射
shmid：IPC辨別符
shmaddr:想要映射的虛拟記憶體首位址，為NULL時系統會自動操作
shmflg:
SHM_RDONLY：以隻讀方式映射共享記憶體
SHM_RND：隻有當shmaddr參數不為NULL時有效，表示對shmaddr參數向下取記憶體頁的整數倍，作為映射位址
如果都不需要，則寫0
傳回值：與共享記憶體映射後的虛拟記憶體的首位址，失敗傳回(void *) -1 或者 0xFFFFFFFF
int shmdt(const void *shmaddr);
功能：取消映射
shmaddr：映射過的虛拟記憶體首位址
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
功能：删除/控制共享記憶體
shmid:IPC辨別符
cmd:
IPC_STAT 擷取共享記憶體的屬性 則buf為輸出型參數
IPC_SET 設定共享記憶體的屬性 則buf為輸入型參數
IPC_RMID 删除共享記憶體 則buf給NULL
buf:
struct shmid_ds {
struct ipc_perm shm_perm; //所有者的相關資訊
size_t shm_segsz; //共享記憶體的位元組數
time_t shm_atime; //最後映射的時間
time_t shm_dtime; //最後取消映射的時間
time_t shm_ctime; //最後改變的時間
pid_t shm_cpid; //建立者的程序号
pid_t shm_lpid; //最後映射、取消映射者的程序号
shmatt_t shm_nattch; //目前映射的次數
...
};
struct ipc_perm {
key_t __key; //建立共享記憶體的IPC鍵值
uid_t uid; //目前使用共享記憶體的使用者ID
gid_t gid; //目前使用共享記憶體的組ID
uid_t cuid; //建立共享記憶體的使用者ID
gid_t cgid; //建立共享記憶體的使用者組ID
unsigned short mode; //共享記憶體的權限
unsigned short __seq; //共享記憶體的序列号
};
程式設計模型：
程序A 程序B
建立共享記憶體 擷取共享記憶體
映射共享記憶體 映射共享記憶體
寫資料并通知其他程序 接收到通知後讀資料
接收到通知後讀資料 寫資料并通知其他程序
取消映射 取消映射
删除共享記憶體
消息隊列：
基本特點：
由核心維護管理的資料連結清單，是通過消息類型收發資料
int msgget(key_t key, int msgflg);
功能：建立\擷取消息隊列
key：IPC鍵值
msgflg：
IPC_CREAT 建立消息隊列
IPC_EXCL 如果消息隊列已存在則傳回錯誤
mode: 當建立消息隊列時需要提供權限
傳回值：成功傳回IPC辨別符，失敗傳回-1
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
功能：向消息隊列發送資料
msqid:IPC辨別符
msgp:要發送的消息的首位址
struct msgbuf {
long mtype; // 消息類型
char mtext[n]; // 資料
};
msgsz：資料的位元組數，是不包含消息類型的
msgflg：
阻塞一般寫0
IPC_NOWAIT 當消息隊列滿時，不等待立即傳回
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
功能：從消息隊列中讀取資料
msqid:IPC辨別符
msgp:存儲資料結構體首位址
msgsz：資料結構體的位元組數
msgtyp：要讀取的消息類型，是按照類型的值來讀取消息，而不是按照順序
>0 讀取消息隊列中第一條等于msgtyp的消息
=0 讀取消息隊列中的第一條消息
<0 讀取消息類型小于abs(msgtyp)的消息，如果有多個滿足則讀取值最小的
msgflg：
IPC_NOWAIT 消息類型不符合時不阻塞，立即傳回
MSG_EXCEPT 如果msgtyp>0，則讀取第一個消息類型不是msgtyp的消息
MSG_NOERROR 如果不包含此标記，則消息的實際長度>msgsz，則會傳回錯誤，并且讀取失敗，如果包含此标記，則最多讀取msgsz個位元組，確定一定成功
傳回值：成功讀取到的位元組數
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
功能：删除/控制消息隊列
msqid:IPC辨別符
cmd：
IPC_STAT 擷取消息隊列的屬性 則buf為輸出型參數
IPC_SET 設定消息隊列的屬性 則buf為輸入型參數
IPC_RMID 删除消息隊列 則buf給NULL
buf:
struct msqid_ds {
struct ipc_perm msg_perm; // 屬主資訊
time_t msg_stime; // 最後發送時間
time_t msg_rtime; // 最後接收時間
time_t msg_ctime; // 最後修改時間
unsigned long __msg_cbytes; // 目前消息隊列位元組數
msgqnum_t msg_qnum; // 目前的消息數量
msglen_t msg_qbytes; // 消息的最大位元組數
pid_t msg_lspid; // 最後發送者的PID
pid_t msg_lrpid; // 最後接收者的PID
};
程式設計模型：
程序A 程序B
建立消息隊列 擷取消息隊列
發送消息 接收消息
接收消息 發送消息
删除消息隊列
![linux-svn解除安裝與安裝[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)