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一、IPC(Inter-Process Communication)进程间通信相关命令 ：
（一）ipcs — 查看IPC对象
（二）获取IPC键值
ipcs -q 查看消息队列
ipcs -m 查看共享内存
ipcs -s 查看信号灯集
（三）删除IPC对象的命令
ipcrm -q id 删除消息队列
ipcrm -m id 删除共享内存
ipcrm -s id 删除信号灯集
（四）获取IPC键值的函数
1. 函数定义
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
功能：
使用给定的文件和字符来生成一个IPC通信的key值
参数：
pathname：路径和文件名(必须是已存在的可访问的)
proj_id：[0-255]的值 一般我们传一个字符即可 如 'A' 'm'
返回值：
成功 key值
失败 -1 重置错误码
- 注：
typedef int key_tkey_t 即 int 类型- pathname 要求必须是一个已存在的文件，因为key值的是由proj_id的后八位，设备号的后8位以及inode号的后16位组成。因此这种机制并不保证key值一定不重复
- proj_id 只是用了int的一个字节，即取值范围是[0-255]，一般使用时传一个字符，字符ASCII码是0-127。
2. 使用示例
生成并打印出key，分析key值的由来
验证代码：
#include <my_head.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
key_t key=0;
key = ftok("/home/linux/05work",'A');
printf("my_key = %#x\n",key);
struct stat file_stat= {0};
stat("/home/linux/05work",&file_stat);
printf("proj_id=%#x dev=%#lx inode=%#lx\n",'A', file_stat.st_dev, file_stat.st_ino);
return 0;
}
输出结果：
二、消息队列
（一） 特点
- 消息队列也是基于内核实现的，存放在内存上（而非硬盘上）。
- 消息队列的大小，默认是 16K。
- 消息队列中的消息有类型和正文。
A进程将消息写入消息队列；
B进程可以根据消息的类型从消息队列中将对应类型的消息取走。 - 半双工通信
（二） 相关API
1. 创建或获取一个消息队列
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgget(key_t key, int msgflg);
功能：
创建或者获取一个消息队列
参数：
key：键值
key 通过ftok获取的
IPC_PRIVATE 表示只有亲缘进程间能用
msgflg：消息队列的标志位
IPC_CREAT|0666 消息队列不存在则创建，权限0666
或者
IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666 消息不存在则创建，存在则但会-1，置错误码为EEXIST
返回值：
成功 消息队列的id
失败 -1 重置错误码
2. 向消息队列中写消息
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
功能：向消息队列中写入一条消息
参数：
msqid：消息队列的id
msgp： 要写入的数据的首地址
struct msgbuf {
long mtype; /* 消息的类型 必须大于 0 */
char mtext[1]; /* 消息正文 可以自定义 */
};
msgsz：消息正文的大小
msgflg：标志位 0 阻塞发送 IPC_NOWAIT 非阻塞发送
返回值：
成功 0
失败 -1 重置错误码
- 注：
- 关于void *msgp参数，第一个long类型大小的空间必须用来存放消息的类型，消息的正文可以自定义
- size_t msgsz参数，只包含正文数据的大小（sizeof(struct msgbuf)-sizeof(mtype)）
- 阻塞发送的情况下，如果消息队列满了，A进程还想向消息队列中写入消息，此时A进程将会阻塞。
3. 在消息队列中读取一条消息
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz,
long msgtyp, int msgflg);
功能：在消息队列中读取一条消息
参数：
msqid：消息队列的id
msgp： 用来保存接收的数据的缓冲区的首地址
struct msgbuf {
long mtype; /* 消息的类型 必须大于 0 */
char mtext[1]; /* 消息正文 可以自定义 */
};
msgsz：消息正文的大小
msgtyp：要接受的消息的类型
0 ：接收消息队列中第一条消息
>0 ： 接收指定类型的第一条消息
<0 :一般不使用，了解即可，表示接收消息队列中第一条类型最小的小于msgtyp的绝对值的消息
3-2-5-500-200-8
读取时，类型传 -200
读取的顺序 2-3-5
msgflg：标志位 0 阻塞接收 IPC_NOWAIT 非阻塞接收
返回值：
成功 实际读到的正文的字节数
失败 -1 重置错误码
- 注：读消息队列和写消息队列中的void *msgp结构体的内部成员要尽量对应。
4. 控制消息队列
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
功能：控制消息队列
参数：
msqid：消息队列id
cmd：指令
IPC_STAT：获取消息队列的属性
IPC_SET：设置消息队列的属性
IPC_RMID：立即删除消息队列
只有消息队列的创建者和所有者以及root用户可以删除消息队列
msgctl函数的第三个参数被忽略
buff：属性结构体的地址
返回值：
成功 0
失败 -1 重置错误码
（三） 不关注消息类型
此时进程间通信不关心消息类型，按顺序接收第一条消息。
注意，当其中一个进程关闭消息队列后，另一个进程再试图关闭，就会报错，错误码EINVAL
read.c
#include <my_head.h>
typedef struct msgbuf{
long type;
char name[20];
}msg_t;
int main(int argc, char const *argv[])
{
//获取key值
key_t key=ftok("/home/linux/05work",'A');
//创建消息队列
int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|0666);
if(-1 == msgid)
ERR_LOG("msgget error");
//定义消息结构体
msg_t msg={0};
int type=0;
while(1){
if(-1 == msgrcv(msgid,&msg,sizeof(msg_t)-sizeof(msg.type),type,0)){
ERR_LOG("msgrcv error");
}
if(!strcmp(msg.name,"quit")){
break;
}
printf("%ld:%s\n",msg.type,msg.name);
}
if(-1 == msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL)){
if(EINVAL == errno){
return 0;
}
ERR_LOG("msgctl error");
}
return 0;
}
write.c
#include <my_head.h>
typedef struct msgbuf{
long type;
char name[20];
}msg_t;
int main(int argc, char const *argv[])
{
//获取key值
key_t key=ftok("/home/linux/05work",'A');
//创建消息队列
int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|0666);
if(-1 == msgid)
ERR_LOG("msgget error");
//定义消息结构体
msg_t msg={0};
while(1){
printf("请输入消息：<类型> <正文>：");
scanf("%ld %s",&msg.type,msg.name);
msgsnd(msgid,&msg,sizeof(msg_t)-sizeof(msg.type),0);
if(!strcmp(msg.name,"quit")){
break;
}
}
//销毁消息队列
if(-1 == msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL)){
if(EINVAL == errno){
return 0;
}
ERR_LOG("msgctl error");
}
return 0;
}
（四）关注消息类型
此时进程间通信关心消息类型，按顺序接收第一条符合类型的消息，如果消息队列中没有同类型消息，会阻塞等待。
read.c
#include <my_head.h>
typedef struct msgbuf{
long type;
char name[20];
}msg_t;
int main(int argc, char const *argv[])
{
//获取key值
key_t key=ftok("/home/linux/05work",'A');
//创建消息队列
int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|0666);
if(-1 == msgid)
ERR_LOG("msgget error");
//定义消息结构体
msg_t msg={0};
int type=0;
while(1){
printf("请输入想要接收的消息类型：");
scanf("%d",&type);
if(-1 == msgrcv(msgid,&msg,sizeof(msg_t)-sizeof(msg.type),type,0)){
ERR_LOG("msgrcv error");
}
if(!strcmp(msg.name,"quit")){
break;
}
printf("%ld:%s\n",msg.type,msg.name);
}
if(-1 == msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL)){
if(EINVAL == errno){
return 0;
}
ERR_LOG("msgctl error");
}
return 0;
}
write.c
#include <my_head.h>
typedef struct msgbuf{
long type;
char name[20];
}msg_t;
int main(int argc, char const *argv[])
{
//获取key值
key_t key=ftok("/home/linux/05work",'A');
//创建消息队列
int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|0666);
if(-1 == msgid)
ERR_LOG("msgget error");
//定义消息结构体
msg_t msg={0};
while(1){
printf("请输入消息：<类型> <正文>：");
scanf("%ld %s",&msg.type,msg.name);
msgsnd(msgid,&msg,sizeof(msg_t)-sizeof(msg.type),0);
if(!strcmp(msg.name,"quit")){
break;
}
}
//销毁消息队列
if(-1 == msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL)){
if(EINVAL == errno){
return 0;
}
ERR_LOG("msgctl error");
}
return 0;
}
（五）消息队列属性结构体
struct msqid_ds {
struct ipc_perm msg_perm; /* IPC权限结构体 */
time_t msg_stime; /* 最后一次执行msgsnd的时间 */
time_t msg_rtime; /* 最后一次执行msgrcv的时间 */
time_t msg_ctime; /* 最后一次被修改的时间 */
unsigned long __msg_cbytes; /* 当前消息队列中的字节数 */
msgqnum_t msg_qnum; /* 当前消息队列中的消息数 */
msglen_t msg_qbytes; /* 允许的最大字节数 */
pid_t msg_lspid; /* 最后一次执行msgsnd的进程的PID */
pid_t msg_lrpid; /* 最后一次执行msgrcv的进程的PID */
};
struct ipc_perm {
key_t __key; /* 键值 */
uid_t uid; /* 所属用户的id */
gid_t gid; /* 所属用户的组id */
uid_t cuid; /* 创建者的id */
gid_t cgid; /* 创建者的组id */
unsigned short mode; /* 权限 */
};
- 注：
qbytes可以改小，改大的话需要sudo权限