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Linux下C语言编程——进程通信
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2010-07-24
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Linux 下 C 语言编程--进程通信、消息管理
出处:http://linuxc.51.net 作者: hoyt
前言:Linux 下的进程通信(IPC)
Linux 下的进程通信(IPC)
1.POSIX 无名信号量
2.System V 信号量
3.System V 消息队列
4.System V 共享内存
--------------------------------------------------------------------------------
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 <sys/sem.h>
int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned int value);
int sem_destroy(sem_t *sem);
int sem_wait(sem_t *sem);
int sem_trywait(sem_t *sem);
int sem_post(sem_t *sem);
int sem_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。System V 信号量 为了解决上面哪个问题,我们也可以使用
System V 信号量.很幸运的是 Linux 实现了 System V 信号量.这
样我们就可以用实例来解释了. System V 信号量的函数主要有下
面几个.
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
key_t ftok(char *pathname,char proj);
int semget(key_t key,int nsems,int semflg);
int semctl(int semid,int semnum,int cmd,union semun arg);
int semop(int semid,struct sembuf *spos,int nspos);
struct sembuf {
short sem_num; /* 使用那一个信号 */
short sem_op; /* 进行什么操作 */
short sem_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(设置信号量的值)和 IPC_RMID(删除信号灯).arg 是
一个给 cmd 的参数.
semop 是对信号进行操作的函数.semid 是信号标志,spos 是一个
操作数组表明要进行什么操作 ,nspos 表明数组的个数 . 如果
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