进程间通信（IPC）——信号量、共享内存、消息队列

IPC（Inter-Process Communication）主要手段：信号量、共享内存、消息队列。另外还有：管道、Socket等。
非网络IPC和网络IPC（Socket API）都是需要的。
IPC按形式上分可分成4种不同的IPC形式：
1）消息传递（管道、FIFO命名管道、消息队列）
2）同步（互斥量、条件变量、读写锁、文件和记录锁、信号量）
3）共享内存（匿名的和具名的）
4）远过程调用（Solaris门和SunRPC）

ipcs -s：观察信号量信息。文件：/proc/sysvipc/sem
ipcs -m：观察共享内存信息。文件：/proc/sysvipc/shm
ipcs -q：观察消息队列信息。文件：/proc/sysvipc/msg

 信号量，是一个特殊变量，只能对它进行初始化操作、PV操作、删除操作。主要是PV操作（又称wait、signal或者up、down）。信号量是著名荷兰计算机科学家Dijkstra（单源最短路径、goto有害，你懂的）提出来的。

信号量函数介绍：

    #include <sys/sem.h>//通常包含<sys/types.h>和<sys/ipc.h>  
    /*****信号量涉及到三个函数************/  
    /*****
    key：整型值，不相关进程通过它来访问同一信号量。
    num_sems：参数指定需要的信号量数目，几乎总是取1
    sem_flags：一组标志，一般取 IPC_CREAT|0644
    返回值：信号量的sem_id
    *****/  
    int semget(key_t key,int num_sems,int sem_flags);  
      
    /*****
    sem_ops:      
    *****/  
    struct sembuf  
    {  
        short sem_num;//信号量编号，除非使用一组信号量，否则取值为0  
        short sem_op;//PV操作，1为P操作，-1为V操作  
        short sem_flg;//设它为SEM_UNDO是个好习惯  
    }  
    //num_sem_ops:一般设为 1（？？？）  
    int semop(int sem_id,struct sembuf *sem_ops,size_t num_sem_ops);      
      
    /*****
    sem_num：信号量编号，除非使用一组信号量，否则取值为0
    command：将要采取的操作，例如，SETVAL初始化，IPC_RMID删除信号量
    第四个参数：union semun联合体,X/Open指出，semun联合体由程序员自
    己定义，他至少应该是下列结构
    *****/  
    union semun  
    {  
        int val;//初始化时，设置的信号量初值  
        struct semid_ds *buf;  
        unsigned short *array;  
    }  
    int semctl(int sem_id,int sem_num,int command,...);  

共享内存函数介绍：
    #include <sys/shm.h>//通常包含<sys/types.h>和<sys/ipc.h>  
    /********************共享内存包含四个函数**************************/  
    /*****
    key：整型值,为共享内存段命名
    size：共享内存大小，字节数
    shmflg：一组标志，一般取 IPC_CREAT|0644（权限标识）
    返回值：成功返回共享内存id-shm_id，失败-1
    *****/  
    int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg);  
      
    /*****
    作用：将共享内存连接到一个进程的地址空间
    shm_addr：共享内存连接到当前进程中的地址为止，通常为void*，表示让
    系统来选择共享内存出现的地址。
    shmflg:其中两个可能取值有，SHM_RND和SHM_RDONLY。通常设为 0
    返回值：成功返回指向共享内存第一个字节指针，失败-1
    *****/  
    int *shmat(int shm_id,const void *shm_addr,int shmflg);  
      
    /****将共享内存从当前进程中分离，成功返回0，失败-1*****/  
    int shmdt(const void *shm_addr);  
      
    /*****共享内存控制函数******/  
    struct shmid_ds  
    {  
        uid_t shm_perm.uid;  
        uid_t shm_perm.gid;  
        mode_t shm_perm.mode;  
    }  
    /*******
    command:采取的动作，取三个值(IPC_STAT,IPC_SET,IPC_RMID删除共享内存段)
    buf：指向包含共享内存模式和访问权限的结构
    ********/  
    int shmctl(int shm_id,int command,struct shmid_ds *buf);  

消息队列函数：
    #include <sys/msg.h>////通常包含<sys/types.h>和<sys/ipc.h>  
    /*******消息队列涉及四个函数**********/  
    /*
    key：键值
    msgflg:权限标识，通常设为IPC_CREAT|0644
    返回值：成功，消息队列id；失败-1
    */  
    int msgget(key_t key,int msgflg);  
      
    struct msqid_ds  
    {  
        uid_t msg_perm.uid;  
        uid_t msg_perm.gid;  
        mode_t msg_perm.mode;  
    }  
    /*****
    command:要采取的动作，eg，
    IPC_STAT，把msqid结构中的数据设置为消息队列的当前关联值。
    IPC_SET,如果进程有足够的权限，就把消息队列的当前关联值设为msqid_ds结构中给出的值
    IPC_RMID,删除消息队列
    *****/  
    int msgctl(int msqid,int cmd,struct msqid_ds *buf);  
    struct my_message//自定义消息  
    {  
        long int message_type;  
        /* 要发送的消息 */  
    }  
    /***
    msg_ptr：消息指针，消息自己定义
    msg_sz:消息长度，不包括long成员长度
    msgtype：消息类型long型
    msgflg：控制当前消息队列满或者队列消息到达系统范围的限制时，将要发生的事情。IPC_NOWAIT非阻塞标志，0阻塞标志。
    ***/  
    int msgrcv(int msqid,void *msg_ptr,size_t msg_sz,long int msgtype,int msgflg);  
    /*同上*/  
    int msgsnd(int msqid,const void *msg_ptr,size_t msg_sz,int msgflg);