在Linux中，可以使用IPC對(duì)象來(lái)進(jìn)行進(jìn)程間通信。IPC對(duì)象存在于內(nèi)核中，多進(jìn)程可以操作同一個(gè)IPC對(duì)象。

每個(gè)IPC對(duì)象都有一個(gè)唯一的編號(hào)，該編號(hào)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(hào)，進(jìn)而通過(guò)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(guò)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。可以在創(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(hào)，并將key和編號(hào)關(guān)聯(lián)起來(lái)。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(hào)。該過(guò)程可以通過(guò)下面的圖來(lái)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(hào))

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(lái)創(chuàng)建對(duì)象，后運(yùn)行的進(jìn)程根據(jù)key來(lái)打開(kāi)對(duì)象。示意圖如下：

使用 ftok創(chuàng)建共享內(nèi)存，毫無(wú)關(guān)系的進(jìn)程，可以通過(guò)得到同樣的key，來(lái)操作同一個(gè)共享內(nèi)存，對(duì)共享內(nèi)存進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，需要利用信號(hào)量進(jìn)行同步或互斥。

方法二：使用IPC_PRIVATE對(duì)象

使用IPC_PRIVATE創(chuàng)建的IPC對(duì)象, key值屬性為0，和IPC對(duì)象的編號(hào)就沒(méi)有了對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣毫無(wú)關(guān)系的進(jìn)程，就不能通過(guò)key值來(lái)得到IPC對(duì)象的編號(hào)（因?yàn)檫@種方式創(chuàng)建的IPC對(duì)象的key值都是0）。因此，這種方式產(chǎn)生的IPC對(duì)象，和無(wú)名管道類(lèi)似，不能用于毫無(wú)關(guān)系的進(jìn)程間通信。但也不是一點(diǎn)用處都沒(méi)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, "hello\n");
????????????????????????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("%s\n", (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(xiě)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(jiàn)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^(guò)IPC_PRIVATE這個(gè)key獲得的id不一樣，其他通過(guò)ftok獲得的key來(lái)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(hù)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(xiāo)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(guò)shmget通過(guò)同樣的key來(lái)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(lái)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(lái)調(diào)用一次，否則不能刪除共享的內(nèi)存，但是shmdt只能對(duì)應(yīng)相應(yīng)的shmget調(diào)用一次。

3.4.5部分的代碼如下：

[cpp]?view plaincopy print?

//shmem.cpp???

//g++?shmem.cpp?-lpthread?-o?shmem??

#include?<sys/types.h>??

#include?<sys/ipc.h>??

#include?<sys/shm.h>??

#include<unistd.h>??

#include<iostream>??

#include<cstdlib>??

#include<pthread.h>??

#include?<string.h>??

#include?<signal.h>??

#include?<errno.h>??

#include?<stdio.h>??

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"<<std::endl;??

????????strcpy(addr,"Hello");??

????}??

????std::cout<<"thread?:threadID="<<pthread_self()<<",pid="<<getpid()<<",parent?pid?="<<getppid()<<std::endl;??

??????

????????/*if(-1==shmctl(tmp.shmID,IPC_RMID,NULL)){?

????????????????std::cout<<"remove?shared?memory?error:"<<errno<<std::endl;//error<<std::endl;?

????????????????perror(strerror(errno));?

????????}else{?

????????????????std::cout<<"remove?shared?memory?ok"<<std::endl;?

????????}*/??

??

}??

??

int?main(int?argc,char**?argv){??

????pthread_t?thid;??

????pthread_attr_t?attr;??

????pthread_attr_init(&attr);??

????pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);??

??

????argv_t?arg;??

????pid_t?pid;??

????int?len=5;??

????int?shmID=shmget(IPC_PRIVATE,len,IPC_CREAT|0600);???

????if((pid=fork())==0){??

????????sleep(5);??

????????????char?*?addr=(char?*)shmat(shmID,0,SHM_RDONLY);??

????????for(int?i=0;i<5;i++){??

????????????std::cout<<"sub?process?pid="<<getpid()<<",parent?pid"<<getppid()<<std::endl;??

????????????std::cout<<"begin?read?sharedMem"<<std::endl;??

????????????std::cout<<"s1"<<std::endl;??

????????????std::cout<<"s2"<<std::endl;??

????????????//if(i<=2)??

????????????????system("ipcs?-m");??

????????????std::cout<<"-----"<<i<<std::endl;??

??????????????

????????????if(i==2){??

???????????????char?*cmd=new?char[50];??

???????????????sprintf(cmd,"ipcrm?-m?%d\0",shmID);??

???????????????system(cmd);??

????????????}??

????????????std::cout<<addr<<std::endl;??

????????????//shmdt(addr);??

????????????sleep(3);??

????????}//for??

????????std::cout<<"reveive?end"<<std::endl;??

????????if(-1==shmctl(shmID,IPC_RMID,NULL)){??

????????????std::cout<<"remove?shared?memory?error:"<<errno<<std::endl;//error<<std::endl;??

????????????perror(strerror(errno));??

????????}else{??

????????????std::cout<<"remove?shared?memory?ok"<<std::endl;??

????????}??

????}else?if(pid>0){??

????????//shmID=shmget(IPC_PRIVATE,len,IPC_CREAT|0600);???

????????std::cout<<"shmID="<<shmID<<std::endl;??

????????arg.shmID=shmID;??

????????std::cout<<"I?am?the?parent?,pid="<<getpid()<<",parent?pid"<<getppid()<<std::endl;??

????????if((pthread_create(&thid,&attr,thread,(void*)&arg))!=0)??

????????????std::cout<<"create?thread?failed"<<std::endl;??

????????else??

????????????std::cout<<"create?thread?successed"<<std::endl;??

????????sleep(10);??

????????pthread_exit(0);//in?main?for?wait??

????}else{??

????????std::cout<<"fork?sub?process?failed"<<std::endl;??

????}??

????return?EXIT_SUCCESS;??

}??

部分輸出結(jié)果：

6.信號(hào)量中IPC_PRIVATE類(lèi)似于共享內(nèi)存中，同樣semget(IPC_PRIVATE,1,0666 | IPC_CREAT)需要在父子進(jìn)程都可見(jiàn)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。

信號(hào)量中的semctl(semID[index],0,IPC_RMID,sem_union)刪除是立即刪除，不同于共享內(nèi)存

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的IPC之IPC_PRIVATE与ftok比较的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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