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| 通信方法 | 无法介于内核态与用户态的原因 |
| 管道（不包括命名管道） | 局限于父子进程间的通信。 |
| 消息队列 | 在硬、软中断中无法无阻塞地接收数据。 |
| 信号量 | 无法介于内核态和用户态使用。 |
| 共享内存 | 需要信号量辅助，而信号量又无法使用。 |
共享内存
共享内存是最快的进程间通讯的方式
-
原因：相对于其他几种方式，共享内存直接在进程的虚拟地址空间进行操作，不再通过执行进入内核的系统调用来传递彼此的数据
-
shmget函数
| 功能 | 用来创建共享内存 |
|---|---|
| 原型 | int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg); |
| 参数key: | 这个共享内存段名字 |
| size: | 共享内存大小 |
| shmflg: | 由九个权限标志构成，它们的用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的 |
| 返回值： | 成功返回⼀一个⾮非负整数，即该共享内存段的标识码；失败返回-1 |
- shmat函数
| 功能： | 将共享内存段连接到进程地址空间 |
|---|---|
| 原型 | void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg); |
| 参数shmid: | 共享内存标识 |
| shmaddr: | 指定连接的地址 |
| shmflg: | 它的两个可能取值是SHM_RND和SHM_RDONLY |
| 返回值： | 成功返回⼀一个指针，指向共享内存第⼀一个节；失败返回-1 |
- shmctl函数
| 功能： | ⽤用于控制共享内存 |
|---|---|
| 原型 | int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf); |
| 参数shmid: | 由shmget返回的共享内存标识码 |
| cmd: | 将要采取的动作（有三个可取值） |
| buf: | 指向⼀一个保存着共享内存的模式状态和访问权限的数据结构 |
| 返回值： | 成功返回0；失败返回-1 |
- shmdt函数
| 功能： | 将共享内存段与当前进程脱离 |
|---|---|
| 原型 | int shmdt(const void *shmaddr); |
| 参数shmaddr: | 由shmat所返回的指针 |
| 返回值： | 成功返回0；失败返回-1 |
| 注意： | 将共享内存段与当前进程脱离不等于删除共享内存段 |
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
typedef struct _Teacher
{
char name[64];
int age;
}Teacher;
int main(int argc, char *argv[])
{
int ret = 0;
int shmid;
//创建共享内存 ，相当于打开文件，文件不存在则创建
shmid = shmget(0x2234, sizeof(Teacher), IPC_CREAT | 0666);
if (shmid == -1)
{
perror("shmget err");
return errno;
}
printf("shmid:%d \n", shmid);
Teacher *p = NULL;
//将共享内存段连接到进程地址空间
p = shmat(shmid, NULL, 0);//第二个参数shmaddr为NULL，核心自动选择一个地址
if (p == (void *)-1 )
{
perror("shmget err");
return errno;
}
strcpy(p->name, "aaaa");
p->age = 33;
//将共享内存段与当前进程脱离
shmdt(p);
printf("键入1 删除共享内存，其他不删除\n");
int num;
scanf("%d", &num);
if (num == 1)
{
//用于控制共享内存
ret = shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);//IPC_RMID为删除内存段
if (ret < 0)
{
perror("rmerrr\n");
}
}
return 0;
}
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
typedef struct _Teacher
{
char name[64];
int age;
}Teacher;
int main(int argc, char *argv[])
{
int ret = 0;
int shmid;
//shmid = shmget(0x2234, sizeof(Teacher), IPC_CREAT |IPC_EXCL | 0666);
//打开获取共享内存
shmid = shmget(0x2234, 0, 0);
if (shmid == -1)
{
perror("shmget err");
return errno;
}
printf("shmid:%d \n", shmid);
Teacher *p = NULL;
//将共享内存段连接到进程地址空间
p = shmat(shmid, NULL, 0);
if (p == (void *)-1 )
{
perror("shmget err");
return errno;
}
printf("name:%s\n", p->name);
printf("age:%d \n", p->age);
//将共享内存段与当前进程脱离
shmdt(p);
printf("键入1 程序暂停，其他退出\n");
int num;
scanf("%d", &num);
if (num == 1)
{
pause();
}
return 0;
}
选取简单的代码，可运行观察效果
信号
信号量和以前的IPC通信方式不同，信号量的本质是计数器，用于多进程对共享数据对象的访问。
在进程访问临界资源之前，需要测试信号量，如果为正数，则信号量-1并且进程可以进入临界区，若为非正数，则进程挂起放入等待队列，直至有进程退出临界区，释放资源并+1信号量，此时唤醒等待队列的进程。
信号量本身就是临界资源，所以必须是原子操作。
管道
单向，一段输入，另一端输出，先进先出FIFO。管道也是文件。管道大小4096字节。
- 特点：管道满时，写阻塞；空时，读阻塞。
- 分类：普通管道（仅父子进程间通信）位于内存；命名管道位于文件系统，没有亲缘关系管道只要知道管道名也可以通讯。
- 管道是由内核管理的一个缓冲区(buffer)，相当于我们放入内存中的一个纸条。管道的一端连接一个进程的输出。这个进程会向管道中放入信息。管道的另一端连接一个进程的输入，这个进程取出被放入管道的信息。一个缓冲区不需要很大，它被设计成为环形的数据结构，以便管道可以被循环利用。当管道中没有信息的话，从管道中读取的进程会等待，直到另一端的进程放入信息。当管道被放满信息的时候，尝试放入信息的进程会等待，直到另一端的进程取出信息。当两个进程都终结的时候，管道也自动消失
- 匿名管道与命名管道的区别
- 匿名管道由pipe函数创建并打开。
- 命名管道由mkfifo函数创建，打开用open
- FIFO（命名管道）与pipe（匿名管道）之间唯一的区别在它们创建与打开的方式不同，一但这些工作完成之后，它们具有相同的语义。
消息队列
消息队列是先进先出FIFO原则
ipcs & ipcrm命令
- ipcs: 显示IPC资源
- ipcrm: 手动删除IPC资源
