（转）Linux共享内存使用常见陷阱与分析(3)-ftok是否一定会产生唯一的key值

转自http://os.51cto.com/art/201311/418977_2.htm

ftok是否一定会产生唯一的key值？

系统建立IPC通讯（如消息队列、共享内存时）必须指定一个ID值。通常情况下，该id值通过ftok函数得到。

ftok原型如下：

key_t ftok( char * pathname, int proj_id) 

pathname就时你指定的文件名，proj_id是子序号。

在一般的UNIX实现中，是将文件的索引节点号取出，前面加上子序号得到key_t的返回值。如指定文件的索引节点号为65538，换算成16进制为0×010002，而你指定的proj_id值为38，换算成16进制为0×26，则最后的key_t返回值为0×26010002。

查询文件索引节点号的方法是： ls -i

但当删除重建文件后，索引节点号由操作系统根据当时文件系统的使用情况分配，因此与原来不同，所以得到的索引节点号也不同。

根据pathname指定的文件（或目录）名称，以及proj_id参数指定的数字，ftok函数为IPC对象生成一个唯一性的键值。在实际应用中，很容易产生的一个理解是，在proj_id相同的情况下，只要文件（或目录）名称不变，就可以确保ftok返回始终一致的键值。然而，这个理解并非完全正确，有可能给应用开发埋下很隐晦的陷阱。因为ftok的实现存在这样的风险，即在访问同一共享内存的多个进程先后调用ftok函数的时间段中，如果pathname指定的文件（或目录）被删除且重新创建，则文件系统会赋予这个同名文件（或目录）新的i节点信息，于是这些进程所调用的ftok虽然都能正常返回，但得到的键值却并不能保证相同。由此可能造成的后果是，原本这些进程意图访问一个相同的共享内存对象，然而由于它们各自得到的键值不同，实际上进程指向的共享内存不再一致；如果这些共享内存都得到创建，则在整个应用运行的过程中表面上不会报出任何错误，然而通过一个共享内存对象进行数据传输的目的将无法实现。

所以如果要确保key_t值不变， 要么确保ftok的文件不被删除，要么不用ftok，指定一个固定的key_t值。

如果存在生成key_t值的文件被删除过，则很有可能自己现在使用的共享内存key_t值会和另外一个进程的key_t值冲突，如下面这种情况：

进程1使用文件1来ftok生成了key10000，进程2使用文件2来ftok生成了key 11111，此时如果进程1和进程2都需要下载文件，并将文件的内容更新到共享内存，此时进程1和2都需要先下文件，再删掉之前的共享内存，再使用ftok生成新的key，再用这个key去申请新的共享内存来装载新的问题，但是可能文件2比较大，下载慢，而文件1比较小，下载比较慢，由于文件1和文件2都被修改，此时文件1所占用的文件节点号可能是文件2之前所占用的，此时如果下载的文件1的ftok生成的key为11111的话，就会和此时还没有是否11111这个key的进程2的共享内存冲突，导致出现问题。

解决方法：

方法一：

在有下载文件操作的程序中，对下载的文件使用ftok获取key的时候，需要进行冲突避免的措施，如使用独占的方式获取共享内存，如果不成功，则对key进行加一操作，再进行获取共享内存，一直到不会产生冲突为止。

方法二：

下载文件之前，将之前的文件进行mv一下，先“占”着这个文件节点号，防止其他共享内存申请key的时候获取到。

另外：

创建进程在通知其他进程挂接的时候，建议不使用ftok方式来获取Key，而使用文件或者进程间通信的方式告知。