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在Linux操作系統(tǒng)中，消息傳遞機(jī)制是進(jìn)程之間進(jìn)行通信的一種方式。它可以使不同進(jìn)程之間在各自的地址空間中進(jìn)行通信，相互之間不會(huì)干擾，從而提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。本文將介紹。
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1. 消息隊(duì)列
消息隊(duì)列是進(jìn)程之間通信的一種方式，是Linux內(nèi)核提供的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。消息隊(duì)列允許一個(gè)進(jìn)程往隊(duì)列中寫(xiě)入消息，而另一個(gè)進(jìn)程則可以從隊(duì)列中讀取這些消息。每個(gè)消息都有一個(gè)類型和一個(gè)數(shù)據(jù)，進(jìn)程可以通過(guò)消息類型來(lái)選擇讀取哪些消息。
在Linux中，使用消息隊(duì)列的基本步驟如下：
（1）創(chuàng)建消息隊(duì)列
通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用msgget()函數(shù)可以創(chuàng)建消息隊(duì)列。
#define IPC_CREATE 01000 //創(chuàng)建一個(gè)消息隊(duì)列
#define KEY 1234 //消息隊(duì)列鍵值
key_t key = ftok(“.”, KEY); //根據(jù)路徑名和鍵值創(chuàng)建一個(gè)key
int msgqid = msgget(key, IPC_CREAT|0666);
上述代碼使用ftok()函數(shù)根據(jù)當(dāng)前路徑和一個(gè)唯一的鍵值生成一個(gè)key，然后使用msgget()函數(shù)創(chuàng)建消息隊(duì)列，并返回消息隊(duì)列的標(biāo)識(shí)符msgqid。IPC_CREAT表示如果不存在該消息隊(duì)列則創(chuàng)建它。
（2）寫(xiě)入消息
通過(guò)將消息結(jié)構(gòu)體msgbuf發(fā)送到消息隊(duì)列中即可寫(xiě)入一條消息。
#include
struct msgbuf {
long mtype; //消息類型
char mtext[1024]; //消息文本
};
struct msgbuf msg;
msg.mtype = 1;
strcpy(msg.mtext, “This is a message”);
msgsnd(msgqid, &msg, strlen(msg.mtext), 0);
上述代碼中，首先定義了一個(gè)消息結(jié)構(gòu)體msgbuf，其中mtype表示消息的類型，mtext表示消息的內(nèi)容。然后將需要寫(xiě)入的消息賦值到msg中，使用msgsnd()函數(shù)將該消息寫(xiě)入到消息隊(duì)列中。
（3）讀取消息
通過(guò)調(diào)用msgrcv()函數(shù)來(lái)讀取消息。
struct msgbuf msg;
msgrcv(msgqid, &msg, 1024, 1, 0); //讀取消息隊(duì)列中等待的之一條類型為1的消息
上述代碼中，調(diào)用msgrcv()函數(shù)讀取消息隊(duì)列中類型為1的消息，將消息存儲(chǔ)在msg中。
（4）刪除消息隊(duì)列
消息隊(duì)列使用完后需要使用msgctl()函數(shù)進(jìn)行刪除。
msgctl(msgqid, IPC_RMID, NULL);
上述代碼中，調(diào)用msgctl()函數(shù)刪除消息隊(duì)列。IPC_RMID表示刪除指定的消息隊(duì)列。
2. 信號(hào)量
信號(hào)量是Linux內(nèi)核提供的另一種進(jìn)程間通信機(jī)制。它可以用于提供對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)，從而保證了多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)同一資源時(shí)的安全性。
在Linux中，使用信號(hào)量的基本步驟如下：
（1）創(chuàng)建信號(hào)量
使用semget()函數(shù)可以創(chuàng)建一個(gè)新的或者獲取一個(gè)已有的信號(hào)量。
#define KEY 1234
key_t key = ftok(“.”, KEY); //根據(jù)路徑名和鍵值創(chuàng)建一個(gè)key
int semid = semget(key, 1, IPC_CREAT|0666); //創(chuàng)建信號(hào)量
上述代碼中，使用ftok()函數(shù)根據(jù)當(dāng)前路徑和一個(gè)唯一的鍵值生成一個(gè)key，然后使用semget()函數(shù)創(chuàng)建信號(hào)量，并返回信號(hào)量的標(biāo)識(shí)符semid。
（2）初始化信號(hào)量
使用semctl()函數(shù)來(lái)初始化信號(hào)量。
#include
union semun {
int val; //信號(hào)量值
struct semid_ds *buf; //semid_ds結(jié)構(gòu)指針
unsigned short int *array; //數(shù)組指針
struct seminfo *__buf;
};
union semun semval;
semval.val = 1;
semctl(semid, 0, SETVAL, semval); //初始化信號(hào)量中的之一個(gè)信號(hào)量為1
上述代碼中，定義了一個(gè)semun結(jié)構(gòu)體，然后使用semctl()函數(shù)將信號(hào)量中的之一個(gè)信號(hào)量初始化為1。
（3）P操作和V操作
使用semop()函數(shù)進(jìn)行P（wt）操作和V（signal）操作。
struct sembuf sembuf;
sembuf.sem_num = 0; //信號(hào)量中的之一個(gè)信號(hào)量
sembuf.sem_op = -1; //執(zhí)行P操作
sembuf.sem_ = SEM_UNDO; //防止程序意外終止導(dǎo)致信號(hào)量未釋放
semop(semid, &sembuf, 1);
sembuf.sem_num = 0;
sembuf.sem_op = 1;
sembuf.sem_ = SEM_UNDO;
semop(semid, &sembuf, 1);
上述代碼中，先定義了一個(gè)sembuf結(jié)構(gòu)體，然后使用semop()函數(shù)對(duì)該信號(hào)量中的之一個(gè)信號(hào)量執(zhí)行P操作和V操作。
（4）刪除信號(hào)量
信號(hào)量使用完后需要使用semctl()函數(shù)進(jìn)行刪除。
semctl(semid, 0, IPC_RMID);
上述代碼中，調(diào)用semctl()函數(shù)刪除信號(hào)量。
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給你發(fā)個(gè)例程，一起復(fù)習(xí)一下：
#include
#include
#include
void msg_stat(int,struct msqid_ds );
main()
{
int gflags,sflags,rflags;
key_t key;
int msgid;
int reval;
struct msguf{
int mtype;
char mtext;
}msg_uf;
struct msgmbuf
{
int mtype;
char mtext;
}msg_rbuf;
struct msqid_ds msg_ginfo,msg_sinfo;
char* msgpath=”/unix/msgqueue”;
key=ftok(msgpath,’a’);
gflags=IPC_CREAT|IPC_EXCL;
msgid=msgget(key,gflags|00666);
if(msgid==-1)
{
printf(“msg create error\n”);
return;
}
//創(chuàng)建一個(gè)消息隊(duì)列后，輸出消息隊(duì)列缺省屬性
msg_stat(msgid,msg_ginfo);
sflags=IPC_NOWAIT;
msg_uf.mtype=10;
msg_uf.mtext=’歷掘春a’;
reval=msgsnd(msgid,&msg_uf,sizeof(msg_uf.mtext),sflags);
if(reval==-1)
{
printf(“message send error\n”);
}
//發(fā)送一個(gè)消息后，輸出消息隊(duì)列屬性
msg_stat(msgid,msg_ginfo);
rflags=IPC_NOWAIT|MSG_NOERROR;
reval=msgrcv(msgid,&msg_rbuf,4,10,rflags);
if(reval==-1)
printf(“read msg error\n”);
else
printf(“read from msg queue %d bytes\n”,reval);
//從消息隊(duì)列中讀出消息后，輸出消息隊(duì)列屬性
msg_stat(msgid,msg_ginfo);
msg_sinfo.msg_perm.uid=8;//just a try
msg_sinfo.msg_perm.gid=8;//
msg_sinfo.msg_qbytes=16388;
//此處驗(yàn)證超級(jí)用戶可以更改消息隊(duì)列的缺省msg_qbytes
//注意這里設(shè)置的值大于缺省值
reval=msgctl(msgid,IPC_SET,&msg_sinfo);
if(reval==-1)
{
printf(“msg set info error\n”);
return;
}
msg_stat(msgid,msg_ginfo);
//驗(yàn)證設(shè)置消息隊(duì)列屬性
reval=msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);//刪除消息隊(duì)列
if(reval==-1)
{
printf(“unlink msg queue error\n”);
return;
}
}
void msg_stat(int msgid,struct msqid_ds msg_info)
{
int reval;
sleep(1);//只是為了后面輸出時(shí)間的方便
reval=msgctl(msgid,IPC_STAT,&msg_info);
if(reval==-1)
{
printf(“get msg info error\n”);
return;
}
printf(“\散彎n”);
printf(“current number of bytes on queue is %d\n”,msg_info.msg_cbytes);
printf(“number of messages in queue is %d\n”,msg_info.msg_qnum);
printf(“max number of bytes on queue is %d\n”,msg_info.msg_qbytes);
//每個(gè)消息隊(duì)列的容量（字節(jié)數(shù)）都有限制MSGMNB，值的大小因系統(tǒng)而異。在創(chuàng)建新的消息隊(duì)列時(shí)，肢耐//msg_qbytes的缺省值就是MSGMNB
printf(“pid of last msgsnd is %d\n”,msg_info.msg_lspid);
printf(“pid of last msgrcv is %d\n”,msg_info.msg_lrpid);
printf(“l(fā)ast msgsnd time is %s”, ctime(&(msg_info.msg_stime)));
printf(“l(fā)ast msgrcv time is %s”, ctime(&(msg_info.msg_rtime)));
printf(“l(fā)ast change time is %s”, ctime(&(msg_info.msg_ctime)));
printf(“msg uid is %d\n”,msg_info.msg_perm.uid);
printf(“msg gid is %d\n”,msg_info.msg_perm.gid);
}
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