程序間通訊（ipc）
程序間通訊的原因：資料傳輸、資源共享、通知事件、程序控制
程序間通訊方式：
1. 管道（pipe）和命名管道（fifo）（最古老的ipc，但目前很少使用）
2. 訊號（signal）
3. 訊息佇列（重點）
4. 共享記憶體
5. 訊號量
6. 套接字（socket）
a. 管道通訊：單向的、先進先出的
無名管道用於父程序和子程序件的通訊，命名管道用於執行於同一系統中的任意兩個程序間的通訊。
無名管道由pipe() 函式建立:
int pipe ( int filedes [2]);
當乙個管道建立時，它會建立兩個檔案描述符：
filedes[0] 用於讀管道， filedes[1]用於寫管道。
父程序fork乙個子程序，子程序會繼承父程序建立的管道。必須在fork()前呼叫pipe()，否則子程序不會繼承檔案描述符。
命名管道由mkfifo()函式建立：
int mkfifo(const char *pathname ,mode_t mode )
pathname: fifo檔名
mode：屬性
一旦建立了乙個fifo，就可以用open開啟它，一般的檔案訪問函式（close,read,write等）都可用於fifo。
**管道檔案不儲存資料，只是倒一下資料。**
b. 訊號通訊
訊號處理：
1. 忽略此訊號：大多數訊號都按這種方式處理，有兩種訊號sigkill和sigstop不能被忽略，因為它們向超級使用者提供了一種終止或停止程序的方法。
2. 執行使用者希望的動作：通知核心在某種訊號發生時，呼叫乙個使用者函式。
3. 執行系統預設動作：對大多數訊號的系統預設動作是終止該程序。
傳送訊號的主要函式有kill和raise。
區別：kill既可以向自身傳送訊號，也可以向其它程序傳送訊號。raise函式只能向程序自身傳送訊號。
int kill (pid_t pid, intsigno)
int raise(int signo )
使用alarm函式可以設定乙個時間值，產生sigalrm訊號
unsigned int alarm (unsigedint seconds)
pause函式使呼叫者程序掛起直至捕捉到乙個訊號。
int pause (void);
只有執行了乙個訊號處理函式後，掛起才結束。
訊號處理的方式主要有兩種，一種是使用簡單的signal函式，另一種是使用訊號集。
typedef void(*sighandler_t)(int );
sighandler_t signal (intsignum, sighandler_t handler);
**共享記憶體、訊息佇列和訊號量集都是xsi ipc，遵循相同的規範，因此程式設計有很多共性的地方。xsi ipc的共性：
1. 建立/獲取 ipc結構,必須先提供乙個外部的key。
2. 每個ipc結構都有乙個唯一的id與之對應，用key可以拿到id。
3. 外部key的型別是key_t，獲得key的方式有三種：
a) 使用巨集 ipc_private 做key，這個key基本不用，因為這個key只能建立，不能獲取。(有但不使用)
b) 可以用函式ftok()建立key。
c) 可以在乙個公共的標頭檔案中定義每個使用的key，key本身就是乙個整數。
4. 函式 ***get() 可以用key建立/獲得 id，比如：
shmget() / msgget()
5. 每種ipc結構都提供了乙個 ***ctl()函式，可以修改、刪除、查詢ipc結構。
6. 使用key新建ipc結構時，引數***一般都是ipc_creat|許可權。
7. ***ctl()函式中，cmd支援以下巨集：
ipc_stat : 用於查詢
ipc_set : 用於修改
ipc_rmid ： 用於刪除
8. xsi ipc 為每個ipc結構設定了乙個ipc_perm 許可權結構，通過***ctl 函式 ，
可以修改uid,gid,mode欄位，結構其它成員不能修改。
ipc結構可以使用命令 檢視或者刪除：
ipcs - 可以查詢ipc
ipcrm - 可以刪除ipc
ipcs-a 檢視所有ipc
-m檢視共享記憶體
-q 檢視訊息佇列
-s 檢視訊號量集
ipcrm 刪除時，需要提供 ipc的id。
c. 共享記憶體
多個程序共享的一部分物理記憶體，是程序間共享資料的一種最快方法，乙個程序向共享記憶體區寫入資料，共享這個記憶體區域的其他所有程序就可以立刻看到其中的內容。對映物理記憶體叫掛接，用完以後解除對映叫脫接。
共享記憶體實現的步驟：
1. 先獲得key，可以使用標頭檔案或者 ftok()
2. 用key獲得/建立乙個共享記憶體的id，函式shmget()。
3. 對映共享記憶體，掛接，函式shmat()。
4. 資料互動。ipc
5. 解除對映，脫接，函式shmdt()。
6. 如果確定共享內部不再使用，可以使用shmctl()函式刪除。
ftok() 通過乙個真實存在的路徑 + 專案id(0-255)生成乙個key。
key_tftok( const char * path, int id) 專案名（不為0即可）
**使用同一專案id，對於不同檔案的兩個路徑可能產生相同的鍵。**
int shmget(key_t key,size_t size,int flag)
flag新建時給ipc_creat|許可權，獲取時 0 。返回共享記憶體的id，失敗返回-1。
**共享記憶體的缺點是多個程序同時寫的時候，資料完全混亂了。**
d. 訊息佇列（重點）
訊息佇列設計更加的合理，先把資料封入訊息中，把訊息存入佇列。程序可以按照一定的規則新增新訊息；另一些程序可以從訊息佇列中讀走訊息。訊息佇列也是採用記憶體做 互動媒介，系統核心管理乙個佇列，佇列中存放著資料。
目前主要有兩種型別的訊息佇列：
posix訊息佇列和系統v訊息佇列，系統v訊息佇列目前被大量使用。系統v訊息佇列是隨核心持續的，只有核心重啟或者人工刪除時，該訊息佇列才會被刪除。
訊息佇列的使用步驟：
1. 用ftok()獲得外部的key。
2. 用msgget() 建立/獲取 訊息佇列的id。
3. 放入資料(msgsnd()) 或者 取出資料(msgrcv())。
4. 如果確定不再使用訊息佇列，用msgctl()刪除訊息佇列。
ipc_creat 建立新的訊息佇列；ipc_excl與ipc_creat一同使用表示如果要建立的訊息佇列已經存在，則返回錯誤。ipc_nowait讀寫訊息佇列無法滿足時，不阻塞。
訊息佇列的正規用法：
訊息分為 有型別訊息和無型別訊息，無型別訊息程式設計比較簡單，但接收資料時無法細分，只能先入先出。有型別訊息程式設計比較規範，接收資料時可以區分，但不是先入先出。
訊息是乙個結構，格式如下：
struct 結構名;
int msgsnd(int msgid,void* addr,size_tsize,int flag)
引數：msgid 就是訊息佇列的id，用key可以獲得。
addr是訊息的首位址，也就是訊息型別的首位址
size 是訊息中 資料區的大小，不算型別。(算型別也可以)
flag 可以為 0 代表阻塞， ipc_nowait 非阻塞(滿了直接返回-1)
ssize_t msgrcv(int msgid,void* addr,size_tsize,int msgtype, int flag)
引數：msgid和addr與msgsnd一樣，size是接收buffer的大小，
flag和msgsnd 一樣
msgtype 決定了接收 何種型別的訊息(訊息型別必須大於0)
> 0 接收特定型別的訊息
0 接受 任意型別的訊息
< 0 接收型別小於等於msgtype絕對值的訊息，從小到大
成功返回實際接收到的位元組數，失敗返回 -1 。
函式msgctl(msgid,ipc_rmid,0) 可以刪除訊息佇列。
**訊息佇列的刪除和共享記憶體的刪除機制不同，共享記憶體的刪除只是做了個刪除標記，不確保馬上刪除，只有掛接數為0的才能被刪除。訊息佇列隨時可以刪除，即使佇列中還有訊息依然會被刪除。**
e. 訊號量
與其它程序間通訊不大相同，主要用途是保護臨界資源。程序可以根據它判斷是否能夠訪問某些共享資源。處了用於訪問控制外，還可以用於程序同步。
訊號量分類：
二值訊號量：訊號量值只能取0或1，類似於互斥鎖。但兩者有不同：訊號量強調共享資源，只要共享資源可用，其他程序同樣可以修改訊號量的值；互斥鎖更強調程序。
計數訊號量：訊號量的值可以取任意非負值。
建立和開啟：
int semget ( key_tkey, int nsems , int sem*** );
key: 鍵值，由ftok獲得；nsems: 指定開啟或者建立的訊號量集中訊號量的數目；
int semop (int semid , struct sembuf*sops, unsigned nspos );
功能：對訊號量進行控制。
semid: 訊號量集的id；sops:s 運算元組，表明要進行什麼操作；nsops:元素個數
struct sembuf {
unsigned short sem_num;
short sem_op;
short sem_***;
程序間通訊《六》
posix 有名訊號燈。posix有名訊號燈 和 基於記憶體的訊號燈乙個很明顯的區別是初始化不一樣 posix 有名訊號燈的初始化如下 sem t sem open const char name,intoflag sem t sem open const char name,intoflag,mo...
實驗六 程序間通訊（下）
一 實驗名稱 實驗六 程序間通訊 下 二 實驗日期 2014 4 3 三 實驗目的 l 通過實驗理解共享記憶體通訊 l 通過實驗理解linux訊號量 l 了解linux訊號量與訊息緩衝通訊 記憶體共享通訊之間的差異 l 布置作業1 四 實驗的步驟和方法 第六次小課程序間通訊 下 第一部分本週大課內容...
Linux C程序間通訊（預習內容六）
共享記憶體 是被多個程序共享的一部分物理記憶體。共享記憶體是程序間共享資料的一種最快的方法，乙個程序向共享記憶體區域寫入了資料，共享這個記憶體區域的所有程序就可以立刻看到其中的內容。共享記憶體實現分為兩個步驟 一 建立共享記憶體，使用shmget函式。二 對映共享記憶體，將這段建立的共享記憶體對映到...