linux進(jìn)程通信IPC之IPC_PRIVATE與ftok比較
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在linux中，可以使用IPC對象來進(jìn)行進(jìn)程間通信。IPC對象存在于內(nèi)核中，多進(jìn)程可以操作同一個(gè)IPC對象。
每個(gè)IPC對象都有一個(gè)唯一的編號，該編號是由系統(tǒng)分配的。那么不同的進(jìn)程如何知道這個(gè)編號，進(jìn)而通過它進(jìn)行通信呢？下面以共享內(nèi)存為例，進(jìn)行分析。
方法一：通過ftok函數(shù)，產(chǎn)生相同的鍵值。
假設(shè)，進(jìn)程p1創(chuàng)建了共享內(nèi)存?？梢栽趧?chuàng)建時(shí)，調(diào)用ftok函數(shù)，得到一個(gè)key值，調(diào)用shmget函數(shù)，該函數(shù)會(huì)返回所創(chuàng)建共享內(nèi)存的編號，并將key和編號關(guān)聯(lián)起來。若進(jìn)程p2想利用這個(gè)共享內(nèi)存和p1進(jìn)程通信，也可以調(diào)用ftok函數(shù)，得到同樣的key，再根據(jù)key值，調(diào)用shmget函數(shù)，就可以獲得該共享內(nèi)存的編號。該過程可以通過下面的圖來表達(dá)。
ftok函數(shù)原型如下：
????????????????#include < sys/types.h>
????????????????#include < sys/ipc.h>
????????????????key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
第一個(gè)參數(shù)pathname，是一個(gè)存在的文件或目錄名；
第二個(gè)參數(shù)proj_id，是非0整數(shù)(一般用i節(jié)點(diǎn)號)
該函數(shù)會(huì)返回一個(gè)key值，先運(yùn)行的進(jìn)程根據(jù)key來創(chuàng)建對象，后運(yùn)行的進(jìn)程根據(jù)key來打開對象。示意圖如下：
使用 ftok創(chuàng)建共享內(nèi)存，毫無關(guān)系的進(jìn)程，可以通過得到同樣的key，來操作同一個(gè)共享內(nèi)存，對共享內(nèi)存進(jìn)行讀寫時(shí)，需要利用信號量進(jìn)行同步或互斥。
方法二：使用IPC_PRIVATE對象
使用IPC_PRIVATE創(chuàng)建的IPC對象, key值屬性為0，和IPC對象的編號就沒有了對應(yīng)關(guān)系。這樣毫無關(guān)系的進(jìn)程，就不能通過key值來得到IPC對象的編號（因?yàn)檫@種方式創(chuàng)建的IPC對象的key值都是0）。因此，這種方式產(chǎn)生的IPC對象，和無名管道類似，不能用于毫無關(guān)系的進(jìn)程間通信。但也不是一點(diǎn)用處都沒有，仍然可以用于有親緣關(guān)系的進(jìn)程間通信。示例程序如下：
#include < stdio.h>
????????#include < stdlib.h>
????????#include < errno.h>
????????#include < sys/ipc.h>
????????#include < sys/types.h>
????????#include < sys/shm.h>
????????#include < string.h>
????????#define MAXSIZE 1024
????????int main()
????????{
????????????????int shmid;
????????????????????????char *p = NULL;
????????????????????????pid_t pid;
????????????????#if 0
????????????????????????key_t key;
????????????????????????if ((key = ftok(".", 'a')) == -1)
????????????????????????{
????????????????????????????????perror("ftok");
????????????????????????????????exit(-1);
????????????????????????}
????????????????#endif
????????????????if ((shmid = shmget(IPC_PRIVATE, MAXSIZE, 0666)) == -1)
????????????????{
????????????????????????perror("shmget");
????????????????????????exit(-1);
????????????????}
????????????????if ((pid = fork()) == -1)
????????????????{
????????????????????????perror("fork");
????????????????????????exit(-1);
????????????????}
????????????????if (pid == 0)
????????????????{
????????????????????????if ((p = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *)-1)
????????????????????????{
????????????????????????????????perror("shmat");
????????????????????????????????exit(-1);
????????????????????????}
????????????????????????????????strcpy(p, "hellon");
????????????????????????system("ipcs -m");
????????????????????????????????if (shmdt(p) == -1)
????????????????????????????????{
????????????????????????????????perror("shmdt");
????????????????????????????????exit(-1);
????????????????????????}
????????????????????????system("ipcs -m");
????????????????}
????????????????else
????????????????{
????????????????????????getchar();
????????????????????????????????if ((p = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *)-1)
????????????????????????{
????????????????????????????????perror("shmat");
????????????????????????????????exit(-1);
????????????????????????}
????????????????????????printf("%sn", (char *)p);
????????????????????????if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1)
????????????????????????{
????????????????????????????????perror("RM");
????????????????????????????????exit(-1);
????????????????????????}
????????????????}
????????????????return 0;
????????}
該程序中，父進(jìn)程使用IPC_PRIVATE方式創(chuàng)建了共享內(nèi)存，然后fork產(chǎn)生了子進(jìn)程，由于子進(jìn)程是復(fù)制父進(jìn)程的方式產(chǎn)生的，因此，子進(jìn)程也可以操作共享內(nèi)存。子進(jìn)程往共享內(nèi)存里寫了內(nèi)容后，父進(jìn)程可以讀到。
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3.使用IPC_PRIVATE方式注意
（1）int shmID=shmget(IPC_PRIVATE,len,IPC_CREAT|0600);需要在父子進(jìn)程都可見的地方調(diào)用（即在創(chuàng)建子進(jìn)程之前），否則不能實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的共享
?因?yàn)橥ㄟ^IPC_PRIVATE這個(gè)key獲得的id不一樣，其他通過ftok獲得的key來shmget獲得的id在程序每次運(yùn)行中是一樣的。ftok參數(shù)一樣的話每次程序運(yùn)行中返回值都一樣。
4.ipcs -m status 欄
nattch?是連接數(shù)目，dest?表示共享內(nèi)存段已經(jīng)被刪除，但是仍然有程序在連接著它。
“status欄中列出當(dāng)前共享內(nèi)存的狀態(tài),當(dāng)該段內(nèi)存的mode字段設(shè)置了SHM_DEST位時(shí)就會(huì)顯示"dest"字樣,
當(dāng)用戶調(diào)用shmctl的IPC_RMID時(shí),內(nèi)核首先看有多少個(gè)進(jìn)程還和這段內(nèi)存關(guān)聯(lián)著,如果關(guān)聯(lián)數(shù)為0,就會(huì)銷毀(釋放)這段內(nèi)存,否則就設(shè)置這段內(nèi)存的mode位SHM_DEST,”
5.調(diào)用shmctl(shmID,IPC_RMID,NULL)或者shell 命令 ipcrm -m 不是會(huì)立刻刪除共享內(nèi)存，是向上面那樣先置dest，并且此時(shí)共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)仍然可以使用（即不影響正在使用共享內(nèi)存的部分，但是若置為dest后再通過shmget通過同樣的key來獲取shmID時(shí)，shmID和刪除前就不一樣了），然后等待關(guān)聯(lián)數(shù)為0才刪除。shmdt是用來釋放共享內(nèi)存鏈接的，進(jìn)程退出會(huì)調(diào)用shmdt。
? ? ? ? ?并且共享內(nèi)存被置dest后可以成功調(diào)用shmctl(shmID,IPC_RMID,NULL)或者shell 命令 ipcrm -m ，但是當(dāng)關(guān)聯(lián)數(shù)為0，共享內(nèi)存被刪除后，再調(diào)用 ? 這些命令就會(huì)出錯(cuò)。
shmctl(shmID,IPC_RMID,NULL)可以被每個(gè)使用共享內(nèi)存的進(jìn)程內(nèi)調(diào)用多次,但至少由一個(gè)進(jìn)程來調(diào)用一次，否則不能刪除共享的內(nèi)存，但是shmdt只能對應(yīng)相應(yīng)的shmget調(diào)用一次。
3.4.5部分的代碼如下：
//shmem.cpp
//g++ shmem.cpp -lpthread -o shmem
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct argv_t{
int shmID;
};
void * thread(void * argv){
argv_t tmp=*(argv_t*)argv;
char * addr=(char*)shmat(tmp.shmID,0,0);
for(int i=0;i<5;i++){
//sleep(2);
std::cout<<"thread sending"<