15章先导篇 Posix/System V IPC共性

雨点打透心脏的1/2处 2022-06-08 05:58 112阅读 0赞

POSIX（Portable Operation System Interface）可移植操作系统接口（具体实现依据平台 ）标准。目的是为了提升应用程序的各种UNIX系统环境之间的可移植性。就是为了让系统函数调用采用相同的原型标准编写。  
Signal UNIX Specification是POSIX.1的一个超集，定义了一些附加接口，扩展了POSIX  
SVR4（UNIX System V Release 4）是 AT公司定义的标准，符合POSIX和其他标准。

# Posix IPC #

![这里写图片描述][SouthEast]  
Posix IPC都是通过名字进行标识。名字就是路径

# System V IPC #

![这里写图片描述][SouthEast 1]

## ftok函数 ##

> System V IPC都使用key\_t值作为名字，也叫做IPC键。键值可以通过fork函数创建，也可以通过IPC\_PRIVATE宏定义保证创建新的唯一的IPC对象。

/* 通过导出pathname信息和id低8位组合IPC键，并返回。 pathname:获得该目录文件系统信息（st_dev和st_ino） id:一个输入参数 返回：成功IPC键，错误-1，若pathname不存在或者进程不可访问则返回出错。 */
    key_t ftok (const char *__pathname, int __proj_id)

int main(int argc , char *argv[])
    {
        struct stat stat1;
        const char *pathname = "/home/wangjun";
        stat(pathname , &stat1);
        printf("st_dev:%lx , st_ino:%lx , key:%x \n",(unsigned long)stat1.st_dev ,
               (unsigned long)stat1.st_ino , Ftok("/home/wangjun" , 0x57));
        exit(0);
    }

st\_dev:801 , st\_ino:cd424 , key:5701d424  
按 来关闭窗口…  
可以看出fork返回通过dev低八位，ino低12位，再加上id组合成IPC键。

## XXget函数 ##

> 所有的XXget函数都含有两个参数，key\_t和flag参数。  
> 其中flag作用：创建或打开标识时候，设置对象权限以及返回属性。

/* Data structure used to pass permission information to IPC operations. */
    struct ipc_perm
      {
        __key_t __key;          /* Key. */
        __uid_t uid;            /* Owner's user ID. */
        __gid_t gid;            /* Owner's group ID. */
        __uid_t cuid;           /* Creator's user ID. */
        __gid_t cgid;           /* Creator's group ID. */
        unsigned short int mode;        /* Read/write permission. */
        unsigned short int __pad1;
        unsigned short int __seq;       /* Sequence number. */
        unsigned short int __pad2;
        __syscall_ulong_t __glibc_reserved1;
        __syscall_ulong_t __glibc_reserved2;
      };
    int msgget (key_t __key, int __msgflg);
    int semget (key_t __key, int __nsems, int __semflg);
    int shmget (key_t __key, size_t __size, int __shmflg);
    /* 系统为每一个IPC对象维护ipc_perm信息结构，用来存储IPC对象权限信息。 创建IPC时候，通过上述__key指定IPC访问的标识符，通过flg来指定权限用来初始化ipc_perm结构mode成员。 */

IPC权限oflag设置：  
![这里写图片描述][SouthEast 2]  
对于创建或者时候打开oflag设置：  
![这里写图片描述][SouthEast 3]  
![这里写图片描述][SouthEast 4]

## 标识符重用 ##

> System V IPC 标识符是系统范围的，不是特定于进程的。ipc\_perm结构含有一个名为seq的变量，是内核为系统每个潜在的IPC对象维护的计数器，每当删除一个IPC对象时，内核就递增相应的槽位号，若溢出则循环到0。这样避免短时间内重用System V IPC标识符，有助于确保过早终止的服务器重新启动后不会重用标识符。写个程序测试输出有megget返回的前10个标识符值。为了放置标识符在一段时间内重复被使用。

int main(int argc , char *argv[])
    {
        int i , msqid;
        for(i = 0 ; i<10 ; ++i){
            msqid = Msgget(IPC_PRIVATE , SVMSG_MODE|IPC_CREAT);//宏定义,产生唯一key,模式和创建flag
            printf("msqid = %d\n" , msqid);
            Msgctl(msqid , IPC_RMID , NULL);//利用包裹函数删除队列标识符
        }
        exit(0);
    }

msqid = 0  
msqid = 32768  
msqid = 65536  
msqid = 98304  
msqid = 131072  
msqid = 163840  
msqid = 196608  
msqid = 229376  
msqid = 262144  
msqid = 294912

## ipcs和ipcrm程序 ##

ipcs -a 是默认的输出信息 打印出当前系统中所有的进程间通信方式的信息  
ipcs -m 打印出使用共享内存进行进程间通信的信息  
ipcs -q 打印出使用消息队列进行进程间通信的信息  
ipcs -s 打印出使用信号进行进程间通信的信息  
ipcs -t 输出信息的详细变化时间  
ipcs -p 输出ipc方式的进程ID  
ipcs -c 输出ipc方式的创建者/拥有者  
ipcs -u 输出当前系统下ipc各种方式的状态信息(共享内存，消息队列，信号)

ipcrm -M shmkey 移除用shmkey创建的共享内存段  
ipcrm -m shmid 移除用shmid标识的共享内存段

ipcrm -Q msgkey 移除用msqkey创建的消息队列  
ipcrm -q msqid 移除用msqid标识的消息队列

ipcrm -S semkey 移除用semkey创建的信号  
ipcrm -s semid 移除用semid标识的信号

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[SouthEast 1]: /images/20220608/735d2b194fbe4eee95e892a693132f5f.png
[SouthEast 2]: /images/20220608/03500314d1cc4c4d9352e644f92975c8.png
[SouthEast 3]: /images/20220608/b7372e4635a3411dad9ddacd6c3f8960.png
[SouthEast 4]: /images/20220608/e6417ea537b940d181bee4456aec6f19.png