linux ipc机制

Linux IPC（进程间通信）机制是Linux操作系统中用于进程间通信的一组方法和工具。其中包括三种主要的IPC机制：消息队列、信号量和共享内存。下面是每种IPC机制的简要介绍：

1. 消息队列：消息队列是一种进程间通信机制，它允许一个或多个进程向队列中添加消息，并允许其他进程从队列中读取消息。消息队列通常用于在不同进程之间传递数据，例如在客户端和服务器之间传递请求和响应数据。

2. 信号量：信号量是一种用于进程同步和互斥的机制。它允许多个进程共享一个资源，并确保每个进程都能够安全地访问该资源。信号量通常用于控制对共享资源的访问，例如在多个进程之间共享打印机或磁盘驱动器。

3. 共享内存：共享内存是一种允许多个进程共享同一块物理内存的机制。这种机制通常比其他IPC机制更快，因为它避免了数据复制的开销。共享内存通常用于在多个进程之间共享大量数据，例如在图像处理或数据库应用程序中。

下面是每种IPC机制的一个简单示例：

1. 消息队列：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define MSG_SIZE 1024

struct msg_buffer {
    long msg_type;
    char msg_text[MSG_SIZE];
} message;

int main() {
    key_t key;
    int msg_id;

    // 创建消息队列
    key = ftok("progfile", 65);
    msg_id = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);

    // 发送消息
    message.msg_type = 1;
    strcpy(message.msg_text, "Hello World!");
    msgsnd(msg_id, &message, sizeof(message), 0);

    // 接收消息
    msgrcv(msg_id, &message, sizeof(message), 1, 0);
    printf("Received message: %s\n", message.msg_text);

    // 删除消息队列
    msgctl(msg_id, IPC_RMID, NULL);

    return 0;
}

2. 信号量：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

int main() {
    key_t key;
    int sem_id;
    struct sembuf sem_op;

    // 创建信号量
    key = ftok("progfile", 66);
    sem_id = semget(key, 1, 0666 | IPC_CREAT);

    // 初始化信号量
    semctl(sem_id, 0, SETVAL, 1);

    // 进程同步
    sem_op.sem_num = 0;
    sem_op.sem_op = -1;
    sem_op.sem_flg = 0;
    semop(sem_id, &sem_op, 1);

    printf("Critical section\n");
    sleep(5);

    sem_op.sem_num = 0;
    sem_op.sem_op = 1;
    sem_op.sem_flg = 0;
    semop(sem_id, &sem_op, 1);

    // 删除信号量
    semctl(sem_id, 0, IPC_RMID);

    return 0;
}

3. 共享内存：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

#define SHM_SIZE 1024

int main() {
    key_t key;
    int shm_id;
    char *shm_addr;

    // 创建共享内存
    key = ftok("progfile", 67);
    shm_id = shmget(key, SHM_SIZE, 0666 | IPC_CREAT);

    // 连接共享内存
    shm_addr = shmat(shm_id, NULL, 0);

    // 写入共享内存
    strcpy(shm_addr, "Hello World!");

    // 从共享内存中读取数据
    printf("Shared memory data: %s\n", shm_addr);

    // 分离共享内存
    shmdt(shm_addr);

    // 删除共享内存
    shmctl(shm_id, IPC_RMID, NULL);

    return 0;
}