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Linux下C语言编程--进程通信、消息管理
作者:hoyt

前言:Linux下的进程通信(IPC)
1.POSIX无名信号量
2.SystemV信号量
3.SystemV消息队列
4.SystemV共享内存
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1。POSIX无名信号量如果你学习过操作系统,那么肯定熟悉PV操作了.PV操作是原子操作.也就是操作是不可以中断的,在一定的时间内,只能够有一个进程的代码在CPU上面执行.在系统当中,有时候为了顺利的使用和保护共享资源,大家提出了信号的概念.假设我们要使用一台打印机,如果在同一时刻有两个进程在向打印机输出,那么最终的结果会是什么呢.为了处理这种情况,POSIX标准提出了有名信号量和无名信号量的概念,由于Linux只实现了无名信号量,我们在这里就只是介绍无名信号量了.信号量的使用主要是用来保护共享资源,使的资源在一个时刻只有一个进程所拥有.为此我们可以使用一个信号灯.当信号灯的值为某个值的时候,就表明此时资源不可以使用.否则就表>示可以使用.为了提供效率,系统提供了下面几个函数
POSIX的无名信号量的函数有以下几个:

#include

intsem_init(sem_t*sem,intpshared,unsignedintvalue);
intsem_destroy(sem_t*sem);
intsem_wait(sem_t*sem);
intsem_trywait(sem_t*sem);
intsem_post(sem_t*sem);
intsem_getvalue(sem_t*sem);

sem_init创建一个信号灯,并初始化其值为value.pshared决定了信号量能否在几个进程间共享.由于目前Linux还没有实现进程间共享信号灯,所以这个值只能够取0.sem_destroy是用来删除信号灯的.sem_wait调用将阻塞进程,直到信号灯的值大于0.这个函数返回的时候自动的将信号灯的值的件一.sem_post和sem_wait相反,是将信号灯的内容加一同时发出信号唤醒等待的进程..sem_trywait和sem_wait相同,不过不阻塞的,当信号灯的值为0的时候返回EAGAIN,表示以后重试.sem_getvalue得到信号灯的值.
由于Linux不支持,我们没有办法用源程序解释了.
这几个函数的使用相当简单的.比如我们有一个程序要向一个系统打印机打印两页.我们首先创建一个信号灯,并使其初始值为1,表示我们有一个资源可用.然后一个进程调用sem_wait由于这个时候信号灯的值为1,所以这个函数返回,打印机开始打印了,同时信号灯的值为0了.如果第二个进程要打印,调用sem_wait时候,由于信号灯的值为0,资源不可用,于是被阻塞了.当第一个进程打印完成以后,调用sem_post信号灯的值为1了,这个时候系统通知第二个进程,于是第二个进程的sem_wait返回.第二个进程开始打印了.
不过我们可以使用线程来解决这个问题的.我们会在后面解释什么是线程的.编译包含上面这几个函数的程序要加上-lrt选贤,以连接librt.so库
2。SystemV信号量为了解决上面哪个问题,我们也可以使用SystemV信号量.很幸运的是Linux实现了SystemV信号量.这样我们就可以用实例来解释了.SystemV信号量的函数主要有下面几个.

#include
#include
#include

key_tftok(char*pathname,charproj);
intsemget(key_tkey,intnsems,intsemflg);
intsemctl(intsemid,intsemnum,intcmd,unionsemunarg);
intsemop(intsemid,structsembuf*spos,intnspos);

structsembuf{
shortsem_num;/*使用那一个信号*/
shortsem_op;/*进行什么操作*/
shortsem_flg;/*操作的标志*/
};

ftok函数是根据pathname和proj来创建一个关键字.semget创建一个信号量.成功时返回信号的ID,key是一个关键字,可以是用ftok创建的也可以是IPC_PRIVATE表明由系统选用一个关键字.nsems表明我们创建的信号个数.semflg是创建的权限标志,和我们创建一个文件的标志相同.
semctl对信号量进行一系列的控制.semid是要操作的信号标志,semnum是信号的个数,cmd是操作的命令.经常用的两个值是:SETVAL(设置信号