进程间通信
基本概念：
什么是进程间通信：
是指两个或多个进程之间交互数据的过程，是因为进程之间是相互独立的，为了协同工作的需要必须要交互数据
进程间通信的分类：
简单的进程间通信：信号、文件、环境变量、命令行参数
传统的进程间通信：管道文件
XSI进程间通信： 共享内存、消息队列、信号量
网络进程间通信： 套接字Socket
传统进程间通信-管道(FIFO)：
管道是UNIX系统中最古老的进程间通信方式，古老意味着所有系统都支持，早期的管道文件都是半双工，现有的一些系统的管道是全双工的
管道是一种特殊的文件，它的数据在文件中是流动的，读取之后就会消失，如果文件中没有任何数据读取时会阻塞
有名管道：基于有文件名的管道文件的通信
编程模型：
进程A 进程B
创建管道
打开管道 打开管道
写数据 读数据
关闭管道 关闭管道
删除管道
创建管道文件：
1、mkfifo filename
2、函数
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
功能：创建有名管道文件
pathname:管道文件路径
mode:管道文件权限
匿名管道：
注意：匿名管道只适合通过fork创建的父子进程之间使用
int pipe(int pipefd[2]);
功能：创建一个匿名管道文件，返回管道文件的读权限fd和写权限fd
pipefd:返回用于存储管道文件读写fd的数组，输出型参数
pipefd[0] 用于读
pipefd[1] 用于写
编程模型：
父进程 子进程
获取一对fd 共享了一对fd
关闭读 关闭写
写数据 读数据
关闭写 关闭读
XSI进程间通信：
X/Open公司制定用于进程间通信的系统接口
XSI进程间通信技术都需要借助系统内核，需要创建内核对象，内核对象会以整数形式返回给用户态，相当于文件描述符，也叫做IPC标识符
文件的创建打开需要借助文件名，同样的，IPC内核对象创建需要借助IPC键值(整数)，必须要确保IPC键值是独一无二的
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
功能：计算出一个独一无二的IPC键值
pathname:项目路径，不是依靠字符串计算，而是依靠路径的位置以及项目编号计算的，所以不能提供假路径，否则可能会产生同样的IPC键值
proj_id：项目编号
返回值：计算出来的IPC键值
共享内存：
基本特点：
两个或者多个进程之间共享一块由内核负责维护的内存，该内存可以与多个进程的虚拟内存进行映射
优点：不需要复制信息，是一种最快的IPC通信机制
缺点：需要考虑同步访问的问题，一般借助信号来解决
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
功能：创建/获取共享内存
key:由进程提供的一个独一无二的IPC键值
size：共享内存的大小，获取时该参数无意义，一般给0
shmflg：
IPC_CREAT 创建共享内存
IPC_EXCL 共享内存如果已存在，则返回错误
获取时直接给0
mode_flags 创建共享内存时需要提供权限 IPC_CREAT|0644
返回值：IPC标识符，错误时返回-1
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
功能：让虚拟内存与共享内存进行映射
shmid：IPC标识符
shmaddr:想要映射的虚拟内存首地址，为NULL时系统会自动操作
shmflg:
SHM_RDONLY：以只读方式映射共享内存
SHM_RND：只有当shmaddr参数不为NULL时有效，表示对shmaddr参数向下取内存页的整数倍，作为映射地址
如果都不需要，则写0
返回值：与共享内存映射后的虚拟内存的首地址，失败返回(void *) -1 或者 0xFFFFFFFF
int shmdt(const void *shmaddr);
功能：取消映射
shmaddr：映射过的虚拟内存首地址
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
功能：删除/控制共享内存
shmid:IPC标识符
cmd:
IPC_STAT 获取共享内存的属性 则buf为输出型参数
IPC_SET 设置共享内存的属性 则buf为输入型参数
IPC_RMID 删除共享内存 则buf给NULL
buf:
struct shmid_ds {
struct ipc_perm shm_perm; //所有者的相关信息
size_t shm_segsz; //共享内存的字节数
time_t shm_atime; //最后映射的时间
time_t shm_dtime; //最后取消映射的时间
time_t shm_ctime; //最后改变的时间
pid_t shm_cpid; //创建者的进程号
pid_t shm_lpid; //最后映射、取消映射者的进程号
shmatt_t shm_nattch; //当前映射的次数
...
};
struct ipc_perm {
key_t __key; //创建共享内存的IPC键值
uid_t uid; //当前使用共享内存的用户ID
gid_t gid; //当前使用共享内存的组ID
uid_t cuid; //创建共享内存的用户ID
gid_t cgid; //创建共享内存的用户组ID
unsigned short mode; //共享内存的权限
unsigned short __seq; //共享内存的序列号
};
编程模型：
进程A 进程B
创建共享内存 获取共享内存
映射共享内存 映射共享内存
写数据并通知其他进程 接收到通知后读数据
接收到通知后读数据 写数据并通知其他进程
取消映射 取消映射
删除共享内存
消息队列：
基本特点：
由内核维护管理的数据链表，是通过消息类型收发数据
int msgget(key_t key, int msgflg);
功能：创建\获取消息队列
key：IPC键值
msgflg：
IPC_CREAT 创建消息队列
IPC_EXCL 如果消息队列已存在则返回错误
mode: 当创建消息队列时需要提供权限
返回值：成功返回IPC标识符，失败返回-1
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
功能：向消息队列发送数据
msqid:IPC标识符
msgp:要发送的消息的首地址
struct msgbuf {
long mtype; // 消息类型
char mtext[n]; // 数据
};
msgsz：数据的字节数，是不包含消息类型的
msgflg：
阻塞一般写0
IPC_NOWAIT 当消息队列满时，不等待立即返回
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
功能：从消息队列中读取数据
msqid:IPC标识符
msgp:存储数据结构体首地址
msgsz：数据结构体的字节数
msgtyp：要读取的消息类型，是按照类型的值来读取消息，而不是按照顺序
>0 读取消息队列中第一条等于msgtyp的消息
=0 读取消息队列中的第一条消息
<0 读取消息类型小于abs(msgtyp)的消息，如果有多个满足则读取值最小的
msgflg：
IPC_NOWAIT 消息类型不符合时不阻塞，立即返回
MSG_EXCEPT 如果msgtyp>0，则读取第一个消息类型不是msgtyp的消息
MSG_NOERROR 如果不包含此标记，则消息的实际长度>msgsz，则会返回错误，并且读取失败，如果包含此标记，则最多读取msgsz个字节，确保一定成功
返回值：成功读取到的字节数
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
功能：删除/控制消息队列
msqid:IPC标识符
cmd：
IPC_STAT 获取消息队列的属性 则buf为输出型参数
IPC_SET 设置消息队列的属性 则buf为输入型参数
IPC_RMID 删除消息队列 则buf给NULL
buf:
struct msqid_ds {
struct ipc_perm msg_perm; // 属主信息
time_t msg_stime; // 最后发送时间
time_t msg_rtime; // 最后接收时间
time_t msg_ctime; // 最后修改时间
unsigned long __msg_cbytes; // 当前消息队列字节数
msgqnum_t msg_qnum; // 当前的消息数量
msglen_t msg_qbytes; // 消息的最大字节数
pid_t msg_lspid; // 最后发送者的PID
pid_t msg_lrpid; // 最后接收者的PID
};
编程模型：
进程A 进程B
创建消息队列 获取消息队列
发送消息 接收消息
接收消息 发送消息
删除消息队列
![linux-svn卸载与安装[图]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)