XSI IPC之共享内存 和 消息队列（有固定的套路）

共享内存/消息队列/信号量集 遵循相同的规范，因此编程上有很多共性的东西

共同点：

1.XSI IPC 都是系统内核管理的，叫内核结构。

2.XSI IPC 都有外部的key，类型是key_t，可以定位IPC结构。key本质上就是一个非负整数。

3.外部key的获取方式有三种：

3.1 宏IPC_PRIVATE 做key，这种方式程序员基本上 不用，因为能建IPC结构，但外部不能获取。

3.2 定义一个共同的头文件，所有的key存在头文件中。（key的赋值需要单独定义一个.c文件）

3.3 使用函数 ftok() 生成 key。ftok()是以文件作为参数，这个文件/目录是 必须存在的

4.在内核中的IPC结构都有一个ID代表，这个ID可以用函数获取，这个函数叫：xxxget（key，...),比如：shmget（key,...) msget(key,...)

5.创建IPC结构的函数也是xxxget() ，其中的flat需要写成：IPC_CREAT|0666(权限）

6.在代码中，用ID代表IPC结构，就像用fd代表一个打开的文件一样。

7.每种IPC结构都提供了一个xxxctl()函数，可以实现对IPC结构的查询/修改和删除。比如：shmctl() msgctl()

其中，会有一个cmd参数，至少包括三个值：

IPC_STAT ---查询 man

IPC_SET  ---修改

IPC_RMID ---删除

8.系统提供了一套命令，可以查看或是删除IPC结构：

ipcs  查看IPC结构

ipcs -a 查看所有IPC结构，包括3个

ipcs -m 查看共享内存

ipcs -q 查看消息队列

ipcs -s 查看信号量集

ipcrm 删除ipc结构，按ID 删除

ipcrm -m ID 删除共享内存

ipcrm -q ID 删除消息队列

ipcrm -s ID 删除信号量集

共享内存（shared memory）

共享内存的媒介是一块系统内核管理的物理内存，这块物理内存允许所有进程挂接（映射），多个进程就直接映射到了同一块物理内存。数据可以直接交互，使用完毕后，脱接共享内存（即解除映射）。

共享内存是所有IPC中最快的。

共享内存的使用步骤：（固定步骤）

1. 获取key，使用函数ftok() 或者写公用的头文件。

key_t key = ftok();

2.创建/获取共享内存的内部ID，使用函数shmget()。

3.挂接共享（映射），使用函数shmat()。

4.正常使用共享内存（存取数据）。

5.脱接共享内存（解除映射），使用函数shmdt().

6.如果确保不再使用，可以使用shmctl(IPC_RMID)删除

key_t ftok(char* pathname, int projectId)

path 就是文件/目录的路径，必须存放，否则出错

projectId 是项目ID，0-255 有效（只取后8位二进制）。

int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds* ds)

功能：查询/修改/删除 共享内存

参数：shmid 就是共享内存的内部ID

cmd就是操作方式，包括：查询IPC_STAT 修改IPC_SET 删除IPC_RMID

ds是结构体指针，只对查询和修改有效，删除时传0即可。

返回：成功返回的比较复杂，和cmd有关，失败返回-1。

删除共享内存时，不一定会立即删除，只有nattch为0的共享内存才能删除，如果nattch不为0，只会做一个删除标记，而不会立即删除，但nattch为0时才会删除。

共享内存的有点就是快，缺点：不能很好的处理多个进程同时写数据的情况。

多个进程同时写数据的时候采用消息队列。

消息队列 -- 队列是中数据结构，按照次序存放元素，先入先出

队列中的元素就是消息。

消息队列的使用方式就是先把数据放入消息中，然后把消息放入队列中，队列的管理由内核完成。

消息队列就是以 内核管理的一个队列作为交互的媒介。比较常用的一种IPC。（重点）

消息队列的使用步骤：（固定的套路）

1.使用ftok()或公用的头文件提供一个key。

2.使用msgget(key，...)创建/获取一个消息队列

3.使用msgsnd()发送消息（把消息放入队列）或使用msgrcv()取出消息（把消息从队列中取出）。

4.如果确保不再使用消息队列，可以使用msgctl（IPC_RMID)删除。

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz,long msgtyp,int msgflg);

消息分为有类型消息和无类型消息。

无类型消息可以是任意类似的数据，但只能先入先出，如果放入次序和取出次序不同，一定会出现问题。

更多的时候使用有类型消息。

有类型消息必须是一个结构体，

struct 名称{//名称可以自定义，合法标识符

long mtype;//第一个参数必须long，代表消息类型

数组或结构；//数据区，数据放在这里

};

其中，mtype必须大于0；

int msgsnd(int msqid,void *msgp,size_t msgsz,int msgflg)

功能：发送消息到消息队列的末尾。

参数：第一个参数 msgid 就是消息队列的id

第二个参数 msgp 就是消息结构体的首地址

第三个参数 msgsz就是消息结构体中数据区的大小（不带类型玩）

第四个参数 msgflg取0或IPC_NOWAIT ,0就是满了会等，IPC_NOWAIT满了直接返回-1.

返回值：成功返回0，失败返回-1；

ssize_t msgrcv(int msgid,void* msgp,size_t msgsz,long msgtype,int flats)

功能：按类型接收消息

参数：msgid,msgp,msgsz,flats和magsnd一样

msgtype 可以取三种值：

>0 就是接受特定类型的消息（类型=msgtype）

0  就是接收任意类型的消息（先入先出）

<0 就是接收类型小于等于|msgtype|的消息，从小到大。不如:msgtype传了-3，接受消息的类型为1 2 3

返回：失败返回-1，成功返回实际接收到的字节数。