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汪春波（www.shxdledu.cn）
IPC的方式通常有管道（包括無名管道和命名管道）、訊息佇列、訊號量、共享儲存、Socket、Streams等。其中 Socket和Streams支援不同主機上的兩個程式IPC。
以Linux中的C語言程式設計為例。
一、管道
管道，通常指無名管道，是 UNIX 系統IPC最古老的形式。
1、特點：
它是半雙工的（即資料只能在一個方向上流動），具有固定的讀端和寫端。
它只能用於具有親緣關係的程式之間的通訊（也是父子程式或者兄弟程式之間）。
它可以看成是一種特殊的檔案，對於它的讀寫也可以使用普通的read、write 等函式。但是它不是普通的檔案，並不屬於其他任何檔案系統，並且只存在於記憶體中。
2、原型：
#include <unistd.h>
int pipe(int fd[2]); // 返回值：若成功返回0，失敗返回-1當一個管道建立時，它會建立兩個檔案描述符：fd[0]為讀而開啟，fd[1]為寫而開啟。如下圖：
要關閉管道只需將這兩個檔案描述符關閉即可。
3、例子
單個程式中的管道幾乎沒有任何用處。所以，通常呼叫 pipe 的程式接著呼叫 fork，這樣就建立了父程式與子程式之間的 IPC 通道。如下圖所示：
若要資料流從父程式流向子程式，則關閉父程式的讀端（fd[0]）與子程式的寫端（fd[1]）；反之，則可以使資料流從子程式流向父程式。
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
int fd[2]; // 兩個檔案描述符
pid_t pid;
char buff[20];
if(pipe(fd) < 0) // 建立管道
printf("Create Pipe Error!\n");
if((pid = fork()) < 0) // 建立子程式
printf("Fork Error!\n");
else if(pid > 0) // 父程式
{
close(fd[0]); // 關閉讀端
write(fd[1], "hello world\n", 12);
}
else
{
close(fd[1]); // 關閉寫端
read(fd[0], buff, 20);
printf("%s", buff);
}
return 0;
}二、FIFO
FIFO，也稱為命名管道，它是一種檔案型別。
1、特點
FIFO可以在無關的程式之間交換資料，與無名管道不同。
FIFO有路徑名與之相關聯，它以一種特殊裝置檔案形式存在於檔案系統中。
2、原型
#include <sys/stat.h>
// 返回值：成功返回0，出錯返回-1
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);其中的 mode 引數與open函式中的 mode 相同。一旦建立了一個 FIFO，就可以用一般的檔案I/O函式操作它。
當 open 一個FIFO時，是否設定非阻塞標誌（O_NONBLOCK）的區別：
若沒有指定
O_NONBLOCK（預設），只讀 open 要阻塞到某個其他程式為寫而開啟此 FIFO。類似的，只寫 open 要阻塞到某個其他程式為讀而開啟它。若指定了
O_NONBLOCK，則只讀 open 立即返回。而只寫 open 將出錯返回 -1 如果沒有程式已經為讀而開啟該 FIFO，其errno置ENXIO。
3、例子
FIFO的通訊方式類似於在程式中使用檔案來傳輸資料，只不過FIFO型別檔案同時具有管道的特性。在資料讀出時，FIFO管道中同時清除資料，並且“先進先出”。下面的例子演示了使用 FIFO 進行 IPC 的過程：
write_fifo.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> // exit
#include<fcntl.h> // O_WRONLY
#include<sys/stat.h>
#include<time.h> // time
int main()
{
int fd;
int n, i;
char buf[1024];
time_t tp;
printf("I am %d process.\n", getpid()); // 說明程式ID
if((fd = open("fifo1", O_WRONLY)) < 0) // 以寫開啟一個FIFO
{
perror("Open FIFO Failed");
exit(1);
}
for(i=0; i<10; ++i)
{
time(&tp); // 取系統當前時間
n=sprintf(buf,"Process %d's time is %s",getpid(),ctime(&tp));
printf("Send message: %s", buf); // 列印
if(write(fd, buf, n+1) < 0) // 寫入到FIFO中
{
perror("Write FIFO Failed");
close(fd);
exit(1);
}
sleep(1); // 休眠1秒
}
close(fd); // 關閉FIFO檔案
return 0;
}read_fifo.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/stat.h>
int main()
{
int fd;
int len;
char buf[1024];
if(mkfifo("fifo1", 0666) < 0 && errno!=EEXIST) // 建立FIFO管道
perror("Create FIFO Failed");
if((fd = open("fifo1", O_RDONLY)) < 0) // 以讀開啟FIFO
{
perror("Open FIFO Failed");
exit(1);
}
while((len = read(fd, buf, 1024)) > 0) // 讀取FIFO管道
printf("Read message: %s", buf);
close(fd); // 關閉FIFO檔案
return 0;
}
```5
在兩個終端裡用 gcc 分別編譯執行上面兩個檔案，可以看到輸出結果如下：
[cheesezh@localhost]$ ./write_fifo
I am 5954 process.
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:28 2015
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:29 2015
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:30 2015
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:31 2015
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:32 2015
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:33 2015
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:34 2015
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:35 2015
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:36 2015
Send message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:37 2015
[cheesezh@localhost]$ ./read_fifo
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:28 2015
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:29 2015
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:30 2015
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:31 2015
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:32 2015
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:33 2015
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:34 2015
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:35 2015
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:36 2015
Read message: Process 5954’s time is Mon Apr 20 12:37:37 2015
上述例子可以擴充套件成 客戶程式—伺服器程式 通訊的例項，`write_fifo`的作用類似於客戶端，可以開啟多個客戶端向一個伺服器傳送請求資訊，`read_fifo`類似於伺服器，它適時監控著FIFO的讀端，當有資料時，讀出並進行處理，但是有一個關鍵的問題是，每一個客戶端必須預先知道伺服器提供的FIFO介面，下圖顯示了這種安排：
## 三、訊息佇列
訊息佇列，是訊息的連結表，存放在核心中。一個訊息佇列由一個識別符號（即佇列ID）來標識。
### 1、特點
1. 訊息佇列是面向記錄的，其中的訊息具有特定的格式以及特定的優先順序。
2. 訊息佇列獨立於傳送與接收程式。程式終止時，訊息佇列及其內容並不會被刪除。
3. 訊息佇列可以實現訊息的隨機查詢,訊息不一定要以先進先出的次序讀取,也可以按訊息的型別讀取。
### 2、原型
#include <sys/msg.h>
// 建立或開啟訊息佇列：成功返回佇列ID，失敗返回-1
int msgget(key_t key, int flag);
// 新增訊息：成功返回0，失敗返回-1
int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t size, int flag);
// 讀取訊息：成功返回訊息資料的長度，失敗返回-1
int msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t size, long type,int flag);
// 控制訊息佇列：成功返回0，失敗返回-1
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
在以下兩種情況下，`msgget`將建立一個新的訊息佇列：
- 如果沒有與鍵值key相對應的訊息佇列，並且flag中包含了`IPC_CREAT`標誌位。
- key引數為`IPC_PRIVATE`。
函式`msgrcv`在讀取訊息佇列時，type引數有下面幾種情況：
- `type == 0`，返回佇列中的第一個訊息；
- `type > 0`，返回佇列中訊息型別為 type 的第一個訊息；
- `type < 0`，返回佇列中訊息型別值小於或等於 type 絕對值的訊息，如果有多個，則取型別值最小的訊息。
可以看出，type值非 0 時用於以非先進先出次序讀訊息。也可以把 type 看做優先順序的權值。（其他的引數解釋，請自行Google之）
### 3、例子
下面寫了一個簡單的使用訊息佇列進行IPC的例子，服務端程式一直在等待特定型別的訊息，當收到該型別的訊息以後，傳送另一種特定型別的訊息作為反饋，客戶端讀取該反饋並列印出來。
`msg_server.c`
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/msg.h>
// 用於建立一個唯一的key
#define MSG_FILE “/etc/passwd”
// 訊息結構
struct msg_form {
long mtype;
char mtext[256];
};
int main()
{
int msqid;
key_t key;
struct msg_form msg;
// 獲取key值
if((key = ftok(MSG_FILE,'z')) < 0)
{
perror("ftok error");
exit(1);
}
// 列印key值
printf("Message Queue - Server key is: %d.\n", key);
// 建立訊息佇列
if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1)
{
perror("msgget error");
exit(1);
}
// 列印訊息佇列ID及程式ID
printf("My msqid is: %d.\n", msqid);
printf("My pid is: %d.\n", getpid());
// 迴圈讀取訊息
for(;;)
{
msgrcv(msqid, &msg, 256, 888, 0);// 返回型別為888的第一個訊息
printf("Server: receive msg.mtext is: %s.\n", msg.mtext);
printf("Server: receive msg.mtype is: %d.\n", msg.mtype);
msg.mtype = 999; // 客戶端接收的訊息型別
sprintf(msg.mtext, "hello, I'm server %d", getpid());
msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);
}
return 0;}
`msg_client.c`
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/msg.h>
// 用於建立一個唯一的key
#define MSG_FILE “/etc/passwd”
// 訊息結構
struct msg_form {
long mtype;
char mtext[256];
};
int main()
{
int msqid;
key_t key;
struct msg_form msg;
// 獲取key值
if ((key = ftok(MSG_FILE, 'z')) < 0)
{
perror("ftok error");
exit(1);
}
// 列印key值
printf("Message Queue - Client key is: %d.\n", key);
// 開啟訊息佇列
if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1)
{
perror("msgget error");
exit(1);
}
// 列印訊息佇列ID及程式ID
printf("My msqid is: %d.\n", msqid);
printf("My pid is: %d.\n", getpid());
// 新增訊息，型別為888
msg.mtype = 888;
sprintf(msg.mtext, "hello, I'm client %d", getpid());
msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);
// 讀取型別為777的訊息
msgrcv(msqid, &msg, 256, 999, 0);
printf("Client: receive msg.mtext is: %s.\n", msg.mtext);
printf("Client: receive msg.mtype is: %d.\n", msg.mtype);
return 0;}
## 四、訊號量
訊號量（semaphore）與已經介紹過的 IPC 結構不同，它是一個計數器。訊號量用於實現程式間的互斥與同步，而不是用於儲存程式間通訊資料。
### 1、特點
1. 訊號量用於程式間同步，若要在程式間傳遞資料需要結合共享記憶體。
2. 訊號量基於作業系統的 PV 操作，程式對訊號量的操作都是原子操作。
3. 每次對訊號量的 PV 操作不僅限於對訊號量值加 1 或減 1，而且可以加減任意正整數。
4. 支援訊號量組。
### 2、原型
最簡單的訊號量是隻能取 0 和 1 的變數，這也是訊號量最常見的一種形式，叫做二值訊號量（Binary Semaphore）。而可以取多個正整數的訊號量被稱為通用訊號量。
Linux 下的訊號量函式都是在通用的訊號量陣列上進行操作，而不是在一個單一的二值訊號量上進行操作。
#include <sys/sem.h>
// 建立或獲取一個訊號量組：若成功返回訊號量集ID，失敗返回-1
int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);
// 對訊號量組進行操作，改變訊號量的值：成功返回0，失敗返回-1
int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops);
// 控制訊號量的相關資訊
int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, …);
當`semget`建立新的訊號量集合時，必須指定集合中訊號量的個數（即`num_sems`），通常為1； 如果是引用一個現有的集合，則將`num_sems`指定為 0 。
在`semop`函式中，`sembuf`結構的定義如下：
struct sembuf
{
short sem_num; // 訊號量組中對應的序號，0～sem_nums-1
short sem_op; // 訊號量值在一次操作中的改變數
short sem_flg; // IPC_NOWAIT, SEM_UNDO
}
其中 sem_op 是一次操作中的訊號量的改變數：
- 若`sem_op > 0`，表示程式釋放相應的資源數，將 sem_op 的值加到訊號量的值上。如果有程式正在休眠等待此訊號量，則換行它們。
- 若`sem_op < 0`，請求 sem_op 的絕對值的資源。
- 如果相應的資源數可以滿足請求，則將該訊號量的值減去sem_op的絕對值，函式成功返回。
- 當相應的資源數不能滿足請求時，這個操作與`sem_flg`有關。
- sem_flg 指定`IPC_NOWAIT`，則semop函式出錯返回`EAGAIN`。
- sem_flg 沒有指定`IPC_NOWAIT`，則將該訊號量的semncnt值加1，然後程式掛起直到下述情況發生：
1. 當相應的資源數可以滿足請求，此訊號量的semncnt值減1，該訊號量的值減去sem_op的絕對值。成功返回；
2. 此訊號量被刪除，函式smeop出錯返回EIDRM；
3. 程式捕捉到訊號，並從訊號處理函式返回，此情況下將此訊號量的semncnt值減1，函式semop出錯返回EINTR
- 若`sem_op == 0`，程式阻塞直到訊號量的相應值為0：
- 當訊號量已經為0，函式立即返回。
- 如果訊號量的值不為0，則依據`sem_flg`決定函式動作：
- sem_flg指定`IPC_NOWAIT`，則出錯返回`EAGAIN`。
- sem_flg沒有指定`IPC_NOWAIT`，則將該訊號量的semncnt值加1，然後程式掛起直到下述情況發生：
1. 訊號量值為0，將訊號量的semzcnt的值減1，函式semop成功返回；
2. 此訊號量被刪除，函式smeop出錯返回EIDRM；
3. 程式捕捉到訊號，並從訊號處理函式返回，在此情況將此訊號量的semncnt值減1，函式semop出錯返回EINTR
在`semctl`函式中的命令有多種，這裡就說兩個常用的：
- `SETVAL`：用於初始化訊號量為一個已知的值。所需要的值作為聯合semun的val成員來傳遞。在訊號量第一次使用之前需要設定訊號量。
- `IPC_RMID`：刪除一個訊號量集合。如果不刪除訊號量，它將繼續在系統中存在，即使程式已經退出，它可能在你下次執行此程式時引發問題，而且訊號量是一種有限的資源。
### 3、例子
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/sem.h>
// 聯合體，用於semctl初始化
union semun
{
int val; /for SETVAL/
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
};
// 初始化訊號量
int init_sem(int sem_id, int value)
{
union semun tmp;
tmp.val = value;
if(semctl(sem_id, 0, SETVAL, tmp) == -1)
{
perror(“Init Semaphore Error”);
return -1;
}
return 0;
}
// P操作:
// 若訊號量值為1，獲取資源並將訊號量值-1
// 若訊號量值為0，程式掛起等待
int sem_p(int sem_id)
{
struct sembuf sbuf;
sbuf.sem_num = 0; /序號/
sbuf.sem_op = -1; /P操作/
sbuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id, &sbuf, 1) == -1)
{
perror("P operation Error");
return -1;
}
return 0;}
// V操作：
// 釋放資源並將訊號量值+1
// 如果有程式正在掛起等待，則喚醒它們
int sem_v(int sem_id)
{
struct sembuf sbuf;
sbuf.sem_num = 0; /序號/
sbuf.sem_op = 1; /V操作/
sbuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id, &sbuf, 1) == -1)
{
perror("V operation Error");
return -1;
}
return 0;}
// 刪除訊號量集
int del_sem(int sem_id)
{
union semun tmp;
if(semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, tmp) == -1)
{
perror(“Delete Semaphore Error”);
return -1;
}
return 0;
}
int main()
{
int sem_id; // 訊號量集ID
key_t key;
pid_t pid;
// 獲取key值
if((key = ftok(".", 'z')) < 0)
{
perror("ftok error");
exit(1);
}
// 建立訊號量集，其中只有一個訊號量
if((sem_id = semget(key, 1, IPC_CREAT|0666)) == -1)
{
perror("semget error");
exit(1);
}
// 初始化：初值設為0資源被佔用
init_sem(sem_id, 0);
if((pid = fork()) == -1)
perror("Fork Error");
else if(pid == 0) /*子程式*/
{
sleep(2);
printf("Process child: pid=%d\n", getpid());
sem_v(sem_id); /*釋放資源*/
}
else /*父程式*/
{
sem_p(sem_id); /*等待資源*/
printf("Process father: pid=%d\n", getpid());
sem_v(sem_id); /*釋放資源*/
del_sem(sem_id); /*刪除訊號量集*/
}
return 0;}
上面的例子如果不加訊號量，則父程式會先執行完畢。這裡加了訊號量讓父程式等待子程式執行完以後再執行。
## 五、共享記憶體
共享記憶體（Shared Memory），指兩個或多個程式共享一個給定的儲存區。
### 1、特點
1. 共享記憶體是最快的一種 IPC，因為程式是直接對記憶體進行存取。
2. 因為多個程式可以同時操作，所以需要進行同步。
3. 訊號量+共享記憶體通常結合在一起使用，訊號量用來同步對共享記憶體的訪問。
### 2、原型
#include <sys/shm.h>
// 建立或獲取一個共享記憶體：成功返回共享記憶體ID，失敗返回-1
int shmget(key_t key, size_t size, int flag);
// 連線共享記憶體到當前程式的地址空間：成功返回指向共享記憶體的指標，失敗返回-1
void *shmat(int shm_id, const void *addr, int flag);
// 斷開與共享記憶體的連線：成功返回0，失敗返回-1
int shmdt(void *addr);
// 控制共享記憶體的相關資訊：成功返回0，失敗返回-1
int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf);
當用shmget函式建立一段共享記憶體時，必須指定其 size；而如果引用一個已存在的共享記憶體，則將 size 指定為0 。
當一段共享記憶體被建立以後，它並不能被任何程式訪問。必須使用shmat函式連線該共享記憶體到當前程式的地址空間，連線成功後把共享記憶體區物件對映到呼叫程式的地址空間，隨後可像本地空間一樣訪問。
shmdt函式是用來斷開shmat建立的連線的。注意，這並不是從系統中刪除該共享記憶體，只是當前程式不能再訪問該共享記憶體而已。
shmctl函式可以對共享記憶體執行多種操作，根據引數 cmd 執行相應的操作。常用的是IPC_RMID（從系統中刪除該共享記憶體）。
3、例子
下面這個例子，使用了【共享記憶體+訊號量+訊息佇列】的組合來實現伺服器程式與客戶程式間的通訊。
共享記憶體用來傳遞資料；
訊號量用來同步；
訊息佇列用來 在客戶端修改了共享記憶體後 通知伺服器讀取。
`server.c`
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/shm.h> // shared memory
#include<sys/sem.h> // semaphore
#include<sys/msg.h> // message queue
#include<string.h> // memcpy
// 訊息佇列結構
struct msg_form {
long mtype;
char mtext;
};
// 聯合體，用於semctl初始化
union semun
{
int val; /for SETVAL/
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
};
// 初始化訊號量
int init_sem(int sem_id, int value)
{
union semun tmp;
tmp.val = value;
if(semctl(sem_id, 0, SETVAL, tmp) == -1)
{
perror(“Init Semaphore Error”);
return -1;
}
return 0;
}
// P操作:
// 若訊號量值為1，獲取資源並將訊號量值-1
// 若訊號量值為0，程式掛起等待
int sem_p(int sem_id)
{
struct sembuf sbuf;
sbuf.sem_num = 0; /序號/
sbuf.sem_op = -1; /P操作/
sbuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id, &sbuf, 1) == -1)
{
perror("P operation Error");
return -1;
}
return 0;}
// V操作：
// 釋放資源並將訊號量值+1
// 如果有程式正在掛起等待，則喚醒它們
int sem_v(int sem_id)
{
struct sembuf sbuf;
sbuf.sem_num = 0; /序號/
sbuf.sem_op = 1; /V操作/
sbuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id, &sbuf, 1) == -1)
{
perror("V operation Error");
return -1;
}
return 0;}
// 刪除訊號量集
int del_sem(int sem_id)
{
union semun tmp;
if(semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, tmp) == -1)
{
perror(“Delete Semaphore Error”);
return -1;
}
return 0;
}
// 建立一個訊號量集
int creat_sem(key_t key)
{
int sem_id;
if((sem_id = semget(key, 1, IPC_CREAT|0666)) == -1)
{
perror(“semget error”);
exit(-1);
}
init_sem(sem_id, 1); /初值設為1資源未佔用/
return sem_id;
}
int main()
{
key_t key;
int shmid, semid, msqid;
char shm;
char data[] = “this is server”;
struct shmid_ds buf1; /用於刪除共享記憶體/
struct msqid_ds buf2; /用於刪除訊息佇列/
struct msg_form msg; /訊息佇列用於通知對方更新了共享記憶體*/
// 獲取key值
if((key = ftok(".", 'z')) < 0)
{
perror("ftok error");
exit(1);
}
// 建立共享記憶體
if((shmid = shmget(key, 1024, IPC_CREAT|0666)) == -1)
{
perror("Create Shared Memory Error");
exit(1);
}
// 連線共享記憶體
shm = (char*)shmat(shmid, 0, 0);
if((int)shm == -1)
{
perror("Attach Shared Memory Error");
exit(1);
}
// 建立訊息佇列
if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1)
{
perror("msgget error");
exit(1);
}
// 建立訊號量
semid = creat_sem(key);
// 讀資料
while(1)
{
msgrcv(msqid, &msg, 1, 888, 0); /*讀取型別為888的訊息*/
if(msg.mtext == 'q') /*quit - 跳出迴圈*/
break;
if(msg.mtext == 'r') /*read - 讀共享記憶體*/
{
sem_p(semid);
printf("%s\n",shm);
sem_v(semid);
}
}
// 斷開連線
shmdt(shm);
/*刪除共享記憶體、訊息佇列、訊號量*/
shmctl(shmid, IPC_RMID, &buf1);
msgctl(msqid, IPC_RMID, &buf2);
del_sem(semid);
return 0;}
`client.c`
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/shm.h> // shared memory
#include<sys/sem.h> // semaphore
#include<sys/msg.h> // message queue
#include<string.h> // memcpy
// 訊息佇列結構
struct msg_form {
long mtype;
char mtext;
};
// 聯合體，用於semctl初始化
union semun
{
int val; /for SETVAL/
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
};
// P操作:
// 若訊號量值為1，獲取資源並將訊號量值-1
// 若訊號量值為0，程式掛起等待
int sem_p(int sem_id)
{
struct sembuf sbuf;
sbuf.sem_num = 0; /序號/
sbuf.sem_op = -1; /P操作/
sbuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id, &sbuf, 1) == -1)
{
perror("P operation Error");
return -1;
}
return 0;}
// V操作：
// 釋放資源並將訊號量值+1
// 如果有程式正在掛起等待，則喚醒它們
int sem_v(int sem_id)
{
struct sembuf sbuf;
sbuf.sem_num = 0; /序號/
sbuf.sem_op = 1; /V操作/
sbuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id, &sbuf, 1) == -1)
{
perror("V operation Error");
return -1;
}
return 0;}
int main()
{
key_t key;
int shmid, semid, msqid;
char shm;
struct msg_form msg;
int flag = 1; /while迴圈條件*/
// 獲取key值
if((key = ftok(".", 'z')) < 0)
{
perror("ftok error");
exit(1);
}
// 獲取共享記憶體
if((shmid = shmget(key, 1024, 0)) == -1)
{
perror("shmget error");
exit(1);
}
// 連線共享記憶體
shm = (char*)shmat(shmid, 0, 0);
if((int)shm == -1)
{
perror("Attach Shared Memory Error");
exit(1);
}
// 建立訊息佇列
if ((msqid = msgget(key, 0)) == -1)
{
perror("msgget error");
exit(1);
}
// 獲取訊號量
if((semid = semget(key, 0, 0)) == -1)
{
perror("semget error");
exit(1);
}
// 寫資料
printf("***************************************\n");
printf("* IPC *\n");
printf("* Input r to send data to server. *\n");
printf("* Input q to quit. *\n");
printf("***************************************\n");
while(flag)
{
char c;
printf("Please input command: ");
scanf("%c", &c);
switch(c)
{
case 'r':
printf("Data to send: ");
sem_p(semid); /*訪問資源*/
scanf("%s", shm);
sem_v(semid); /*釋放資源*/
/*清空標準輸入緩衝區*/
while((c=getchar())!='\n' && c!=EOF);
msg.mtype = 888;
msg.mtext = 'r'; /*傳送訊息通知伺服器讀資料*/
msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);
break;
case 'q':
msg.mtype = 888;
msg.mtext = 'q';
msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);
flag = 0;
break;
default:
printf("Wrong input!\n");
/*清空標準輸入緩衝區*/
while((c=getchar())!='\n' && c!=EOF);
}
}
// 斷開連線
shmdt(shm);
return 0;}
注意：當`scanf()`輸入字元或字串時，緩衝區中遺留下了`\n`，所以每次輸入操作後都需要清空標準輸入的緩衝區。但是由於 gcc 編譯器不支援`fflush(stdin)`（它只是標準C的擴充套件），所以我們使用了替代方案：
while((c=getchar())!=’\n’ && c!=EOF);
## 五種通訊方式總結
1.管道：速度慢，容量有限，只有父子程式能通訊
2.FIFO：任何程式間都能通訊，但速度慢
3.訊息佇列：容量受到系統限制，且要注意第一次讀的時候，要考慮上一次沒有讀完資料的問題
4.訊號量：不能傳遞複雜訊息，只能用來同步
5.共享記憶體區：能夠很容易控制容量，速度快，但要保持同步，比如一個程式在寫的時候，另一個程式要注意讀寫的問題，相當於執行緒中的執行緒安全，當然，共享記憶體區同樣可以用作執行緒間通訊，不過沒這個必要，執行緒間本來就已經共享了同一程式內的一塊記憶體本作品採用《CC 協議》，轉載必須註明作者和本文連結
