标签：p2 IPC 共享内存 间通信 p1 key linux include
前言
linux系统可以创建多个用户进程，进程之间有多种通信方式，可以使用system-V的IPC对象进行通信；从本文开始，首先介绍system-V IPC之一的共享内存。
一、了解system-V IPC
(一)什么是SYSTEM-V IPC？
linux系统的内核可以创建一些对象（共享内存、消息队列、信号量），这些对象拥有它们自己的标识符（ID），并且每一个对象都是通过一个唯一的key来绑定（识别）它；多个进程可以这些对象来通信，这些内核中的对象被人们称为system-V IPC。
上面讲的这些IPC对象它是存在于内核中，和进程是相互独立的；进程想使用这些IPC对象，那它怎么知道现在用的是哪一个对象呢？所以需要提供一个唯一的值来识别（绑定）这些IPC对象。那么在linux系统里面怎么获取一个唯一的值呢？我们都知道，对于linux系统来说，一切都是文件，文件是唯一的，那么它的inode节点也是唯一的，所以可以利用它来创建一个唯一的值，也就是上面提到的key。
linux提供了一个api函数ftok，它可以帮我们创建一个唯一的key，来绑定一个IPC对象。（创建key的原理这里简述一下：就是通过文件的inode号和一个用户指定的工程id（proj_id）来制作key，具体怎么生成这里不详细展述）
那么多个进程使用这个相同的key，就可以获取到同一个IPC对象的ID，从而使用同一个IPC对象来进行通信。
下面展示一下linux系统中的IPC对象的有关信息（使用命令ipcs）
注意：输入ipcs -m只显示共享内存；输入ipcs -q只显示消息队列；输入ipcs -s只显示信号量
上述的IPC 对象在内核内部使用链表维护，不同的对象使用 IPC 标识符来标识，如消息队列标识符 msqid、共享内存标识符 shmid，信号量标识符 semid。对于用户来说，内核提供了简洁的接口，不同的进程通过指定的key 就可以访问具体的对象。
(二)system-V IPC的特点
1.独立于进程
2.没有文件名和文件描述符
3.IPC对象具有key和ID
二、使用共享内存实现进程间通信（示例）
1.设计意图
实现两个进程通信，一个进程往共享内存写数据，另一个从共享内存读取数据
2.设计思路
1、首先有两个程序：p1.c、p2.c；
2、这两个程序先后运行之后系统会创建两个进程(下面统称为p1、p2)；
3、p1创建一块共享内存、创建两个信号量
4、p2获取这块共享内存、打开信号量
5、p1从键盘获取字符串，然后往共享内存写入数据
6、p2从共享内存读取数据，并打印出数据
7、通信过程使用posix有名信号量实现同步（即p1写完数据p2才能读取数据）
3.代码实现
程序p1.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <error.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <semaphore.h>
static void free_resource(char *shmaddr, int shmid, sem_t *sem1, sem_t *sem2)
{
int ret;
ret = shmdt(shmaddr);
if(ret < 0)
{
perror("shm detach fail");
}
if(shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL)<0)
{
perror("remove a shm fail");
}
if(sem_close(sem1) < 0)
{
perror("close sem1 fail");
}
if(sem_close(sem2) < 0)
{
perror("close sem2 fail");
}
if(sem_unlink("sem1") < 0)
{
perror("remove sem1 fail");
}
if(sem_unlink("sem2") < 0)
{
perror("remove sem2 fail");
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
key_t key;
int shmid;
char *shmaddr = NULL;
sem_t *sem1 = NULL;
sem_t *sem2 = NULL;
int ret;
#if 1
//首先通过ftok申请一个IPC的key
key = ftok("./1", 4);
if((int)key < 0)
{
perror("creat a ipc key fail");
return -1;
}
printf("key value:%d\n", (int)key);
#endif
//申请一块共享内存
shmid = shmget(key, 100, IPC_CREAT|0666);
if(shmid < 0)
{
perror("creat a shm fail");
return -1;
}
//映射到本用户进程
shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
if((long)shmaddr < 0)
{
perror("shm attach fail");
return -1;
}
//创建一个posix有名信号量
sem1 = sem_open("sem1", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 1);
if(sem1 == SEM_FAILED)
{
perror("sem1 open fail");
return -1;
}
//创建一个posix有名信号量
sem2 = sem_open("sem2", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 0);
if(sem2 == SEM_FAILED)
{
perror("sem2 open fail");
return -1;
}
while(1)
{
//P操作，等待信号量有效
sem_wait(sem1);
if(fgets(shmaddr, 11, stdin) != shmaddr)
{
perror("get char from stdin fail");
return -2;
}
//V操作，释放信号量
sem_post(sem2);
if(strncmp("quit", shmaddr, 4) == 0)
{
printf("p1 ready toquit\n");
break;
}
}
//释放资源
free_resource(shmaddr, shmid, sem1, sem2);
return 0;
}程序p2.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <error.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <semaphore.h>
int main(int argc, char **argv)
{
key_t key;
int shmid;
char *shmaddr = NULL;
sem_t *sem1 = NULL;
sem_t *sem2 = NULL;
char read_buf[100] = {0};
#if 1
//首先通过ftok申请一个IPC的key
key = ftok("./1", 3);
if((int)key < 0)
{
perror("creat a ipc key fail");
return -1;
}
#endif
//申请一块共享内存
shmid = shmget(key, 100, IPC_CREAT|0666);
if(shmid < 0)
{
perror("creat a shm fail");
return -1;
}
//映射到本用户进程
shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
if((long)shmaddr < 0)
{
perror("shm attach fail");
return -1;
}
//创建一个posix有名信号量
sem1 = sem_open("sem1", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 1);
if(sem1 == SEM_FAILED)
{
perror("sem1 open fail");
return -1;
}
//创建一个posix有名信号量
sem2 = sem_open("sem2", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 0);
if(sem2 == SEM_FAILED)
{
perror("sem2 open fail");
return -1;
}
while(1)
{
//P操作，等待信号量有效
sem_wait(sem2);
strncpy(read_buf, shmaddr, 10);
printf("read info from shm:%s\n", read_buf);
//V操作，释放信号量
sem_post(sem1);
if(strncmp("quit", read_buf, 4) == 0)
{
printf("p2 ready toquit\n");
break;
}
}
//释放资源
return 0;
}4.调试过程
新建一个普通文件，用于产生key
touch 1
编译程序：
gcc p1.c -o p1 -pthread
gcc p2.c -o p2 -pthread
打开两个终端，先运行p1，再运行p2
在p1所在终端输入数据，回车，效果如下：
从上图可以看出，p1发送了数据，p2接收到了数据并打印出来。
最后在p1终端输入“quit”，退出进程；p2收到“quit”也退出进程，如下图：
5.参考资料
关于共享内存的api函数如何使用，可以参考下面博主的文章：
版权声明：本文为CSDN博主「艾特号」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/lpwsw/article/details/121932268
总结
以上就是今天要讲的内容，本文介绍了system-V的IPC对象和它的特点，并简要介绍了共享内存实现进程通信的案例。
关于共享内存操作的内容，今后再补充。
标签：p2,IPC,共享内存,间通信,p1,key,linux,include 来源： https://www.cnblogs.com/lxyjrx/p/16226555.html
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