Linux IPC（进程间通信）摘要（信号灯，共享内存，消息队列，管道）(一)

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环境说明

Linux 4.4.0-31-generic #50-Ubuntu SMP Wed Jul 13 00:07:12 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

前言

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1. IPC—Inter-Process Communication(进程间通信)

2. UNIX 与 LINUX 没有直属血缘关系，是一个新创建的操作系统。LINUX可以说成参考MINIX(一个类UNIX系统，中间的缘由可以由自己百度)自己写的一个操作系统系统。

3. System V 是一个UNIX 系统的分支。POSIX是一个IEEE定制的一个标准。（可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface ，缩写为 POSIX ））。

4. IPC 的种类很多，大概有一下几种：

   • A 原始的UNIX IPC
   • B 在A的基础上进化出System V IPC
   • C 在A的基础上进化出Socket IPC
   • D 由IEEE协会制定的POSIX标准中的IPC
   • E 由A，B，C，D 综合发展得到Linux IPC

IPC

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Linux IPC

  由于一些历史原因，现在的linux内核里面常见的就是System V 和 Posix的通信。至于Socket IPC 已经被Linux 独立出来，叫做Linux 网络通信，其实本质上还是IPC,只不过由单机IPC，变为了多机IPC.(主要还是由tcp/ip协议作为支撑)

System V IPC

1. System V IPC主要包括：System V消息队列、System V信号灯、System V共享内存区。

2. System V IPC 有一个很明显的特征，那就是有一个关键字能够代表这个IPC,很明显这个关键字必须唯一的。得到这个关键字的方法有多种，但是我只用过一种，那就是用ftok()得到。

3. API集合

   • A System V消息队列
     • msgget()根据key与flag访问或者创建IPC对象。
     • msgctl()控制与销毁IPC对象
     • msgsnd/msgrcv()发送/接受消息
   • B System V信号灯
     • semget()根据key与flag访问或者创建IPC对象。
     • semctl()控制与销毁IPC对象
     • semop()操作IPC对象，也就是PV操作实现
   • C System V共享内存区
     • shmget()根据key与flag访问或者创建IPC对象。
     • shmctl()控制与销毁IPC对象
     • shmat()连接共享内存
     • shmdt()与共享内存分离
       
       
       
       

Posix IPC

  Posix IPC的的特征也很明显，与System V对比。首先API命名改变。是由IPC名称_IPC操作构成。其次是以一个名字作为标识符标示一个IPC对象。如信号量族：sem_open()/sem_close()/sem_trywait()/sem_post()

• A Posix 信号量（命名信号量，未命名信号量（亲缘进程通信））

  • sem_open()/sem_close() 信号量打开或者创建。/信号量关闭。
  • sem_wait()/sem_trywait() V操作
  • sem_post()P 操作
  • sem_unlink()删除信号量
  • sem_getvalue()获取值
  • sem_init()未命名信号量初始化
  • sem_destory()未命名信号量销毁

• B Posix 共享内存

  • shm_open()/shm_unlink()打开内存区域/删除内存区域
  • ftruncate（）清空内存区域
  • fstat（）通过文件描述符获取文件对应的属性。文件打开后这样操作.
  • mmap（）映射数据（文件）到当前进程空间
  • munmap（）与mmap相反

• C Posix 消息队列

  • mq_open（）/mq_close（）同上可得
  • mq_unlink（）同上可得
  • mq_getattr()/mq_setattr()设置或得到mq的属性
  • mq_send()同英文含义
  • mq_receive()同英文含义
  • mq_notify()同英文含义

IPC 之管道

  管道分为命名管道和非命名管道，此概率可类比Posix 信号量。

• unamepipe API:

  • pipe()建立匿名管道

• namedpipe/fifo API：

  • mkfifo() 建立一个有名管道
  • unlink() 删除有名管道

• 管道操作：

  • read()/write()

后记

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  从上面我们可以看到posix ipc比 system v 使用起来简单。但是也有一些不足。我们平时都是综合应用这些东西，就能够很好的完成工作了。当然，现在越来越倾向与写Posix IPC，因为方便移植。

  友情提示：我们在使用前，应该多看看帮助文档，因为可以少让你踩很多坑。

参考文献

无

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