第七章 同步与进程间的通信.ppt

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1、第七章 同步及进程间通信线程同步进程同步进程间通信7.1 线程同步(1)线程同步基础线程同步基础l由于同一进程可包括多个线程，这些线程又共享相同由于同一进程可包括多个线程，这些线程又共享相同的内存空间，不同的线程可以存取相同的全局变量、的内存空间，不同的线程可以存取相同的全局变量、相同的堆数据和文件描述符等。相同的堆数据和文件描述符等。l对于多线程对于多线程非共享数据非共享数据，考虑服务器的安全性问题，考虑服务器的安全性问题，可采用可采用线程专用数据线程专用数据TSD等方法解决。等方法解决。l对于多线程对于多线程共享共享数据和进程资源时必须使用数据和进程资源时必须使用同步机制同步机制。例如：例

2、如：struct employee int id;char name10;若两个线程同时修改一个结构，就可能造成数据的不若两个线程同时修改一个结构，就可能造成数据的不一致性，必须通过同步机制予以控制。一致性，必须通过同步机制予以控制。7.1 线程同步(2)互斥锁概念互斥锁概念互斥锁是提供线程同步的一种机制，是一种锁，用以保护线程互斥锁是提供线程同步的一种机制，是一种锁，用以保护线程代码中共享数据结构的完整性，其特点为：代码中共享数据结构的完整性，其特点为：l对互斥锁的操作（加锁对互斥锁的操作（加锁/解锁）是原子操作，操作系统保证同解锁）是原子操作，操作系统保证同时只有一个线程能成功完成对一个互

3、斥锁的加锁操作。时只有一个线程能成功完成对一个互斥锁的加锁操作。l若一个线程已经对某一互斥锁进行了加锁，其他线程只有等若一个线程已经对某一互斥锁进行了加锁，其他线程只有等待该互斥锁被解锁后，才能完成加锁操作。待该互斥锁被解锁后，才能完成加锁操作。l若一个线程已经对某一加锁的互斥锁进行了加锁操作，该线若一个线程已经对某一加锁的互斥锁进行了加锁操作，该线程被挂起，待该互斥锁被解锁后，该线程被唤醒并完成加锁程被挂起，待该互斥锁被解锁后，该线程被唤醒并完成加锁操作。操作。注意：注意：可使用以下伪代码实现数据完整性：可使用以下伪代码实现数据完整性：加锁互斥锁加锁互斥锁 （修改共享变量）（修改共享变量）解

4、锁互斥锁解锁互斥锁7.1 线程同步(3)互斥锁的初始化和消除互斥锁的初始化和消除使用互斥锁前，必须对其进行初始化；不用时，应撤消它使用互斥锁前，必须对其进行初始化；不用时，应撤消它l静态初始化方法静态初始化方法pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;l动态初始化方法动态初始化方法#include int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t*mutex,const pthread_mutexattr_t*attr);成功返回成功返回0，否则返回错误码，否则返回错误码l撤消互斥锁（若动态）撤消互斥锁（若动态）

5、int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t*mutex);成功返回成功返回0，否则返回错误码，否则返回错误码互斥锁互斥锁指向互斥锁指向互斥锁互斥锁属性，互斥锁属性，一般为一般为NULL7.1 线程同步(4)加锁和解锁互斥锁加锁和解锁互斥锁#include l加锁函数加锁函数pthread_mutex_lock()int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t*mutex);成功返回成功返回0，否则返回错误码，否则返回错误码l加锁函数加锁函数pthread_mutex_trylock()int pthread_mutex_tr

6、ylock(pthread_mutex_t*mutex);与与pthread_mutex_lock()函数最大区别是：当试图锁定一个已函数最大区别是：当试图锁定一个已被其他线程锁定的互斥锁时不阻塞，返回非零被其他线程锁定的互斥锁时不阻塞，返回非零EBUSY值值.l解锁函数解锁函数pthread_mutex_unlock()int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t*mutex);成功返回成功返回0，否则返回错误码，否则返回错误码.7.1 线程同步(5)典型代码典型代码 int rc;rc=pthread_mutex_lock(&a_mutex);/*加锁操

7、作加锁操作*/if(rc)cout“pthread_mutex_lock error”;pthread_exit(NULL);/*关键代码关键代码*/rc=pthread_mutex_unlock(&a_mutex);/*解锁操作解锁操作*/if(rc)cout“pthread_mutex_unlock error”;pthread_exit(NULL);7.1 线程同步(6)实例实例程序名称：程序名称：mutex.cpp功能描述功能描述：使用互斥锁。该实例包含三个线程，第使用互斥锁。该实例包含三个线程，第1个线程反复将个线程反复将雇员雇员1的记录的记录(employee1)拷入拷入winne

8、r记录中，第记录中，第2个线程反个线程反复将雇员复将雇员2的记录的记录(employee2)拷入拷入winner记录中，第记录中，第3个线个线程（主线程）检查程（主线程）检查winner记录中的数据是否完整。记录中的数据是否完整。运行结果：运行结果：$./mutex Employees contents was always consistent结果分析结果分析:若去掉加锁和解锁的程序行，会出现数据的不一致。若去掉加锁和解锁的程序行，会出现数据的不一致。结果表明在多线程环境下，互斥锁可以保护共享数据的完整性结果表明在多线程环境下，互斥锁可以保护共享数据的完整性7.2 进程同步(1)父子进程关系

9、父子进程关系l父进程调用父进程调用fork()创建子进程创建子进程l子进程终止向父进程发信号子进程终止向父进程发信号SIGCHLD进程标识与进程组进程标识与进程组l用用getpid()获取本进程的获取本进程的ID号号l用用getppid()获取其父进程的获取其父进程的ID号号l用用getpgrp()获取进程组的获取进程组的ID号号(sys/types.h,unistd.h)l用用int setpgid(pid_t pid,pid_t pgid)可以将一个进程可以将一个进程加入到一个进程组中。加入到一个进程组中。7.2 进程同步(2)进程间的通信进程间的通信l低级通信：包括用低级通信：包括用原语

10、原语sleepsleep、wakeupwakeup和和软中断软中断信信号方式。号方式。l管道通信：使用管道通信：使用管道管道文件，传递进程间信息（有名文件，传递进程间信息（有名和无名管道）。和无名管道）。lIPCIPC通信：使用通信：使用消息消息机制用于进程间大量的数据传机制用于进程间大量的数据传送。送。7.2 进程同步(3)信号处理信号处理l信号信号是软中断，信号有名称是软中断，信号有名称(SIG开头开头)和对应的编号和对应的编号P167l产生信号产生信号的方法有多种，如的方法有多种，如C、硬件异常、硬件异常、kill、设置定时器设置定时器等。等。l处理信号处理信号由系统完成，通过函数调用完

11、成三个特定动作之一：由系统完成，通过函数调用完成三个特定动作之一：l忽略信号忽略信号SIG_IGNl捕获信号（自定义函数）捕获信号（自定义函数）l执行默认动作执行默认动作SIG_DFL等等l可能会返回错误值可能会返回错误值errno注意注意:SIGKILL和和SIGSTOP信号不能忽略，它们是超级用户提供信号不能忽略，它们是超级用户提供杀死和停止进程的必要方法。杀死和停止进程的必要方法。POSIX定义的常用信号定义的常用信号信号信号 动作动作 注释注释SIGINT A 来自键盘的中断信号来自键盘的中断信号SIGQUIT A 来自键盘的退出信号来自键盘的退出信号SIGABRT C 由由abort

12、发送终止信号发送终止信号SIGKILL AEF 由由KILL杀死进程信号杀死进程信号SIGALRM A 由由alarn时钟中断信号时钟中断信号SIGUSER1 A 用户自定义信号用户自定义信号1SIGUSER2 A 用户自定义信号用户自定义信号2SIGCHLD B 子进程终止信号子进程终止信号 SIGSTOP DEF 停止进程停止进程A表示默认动作是终止进程表示默认动作是终止进程B表示默认动作是忽略信号表示默认动作是忽略信号C表示默认动作是系统内核转储表示默认动作是系统内核转储D表示默认动作是停止进程表示默认动作是停止进程E表示信号不能被捕获表示信号不能被捕获F表示信号不能被忽略表示信号不能被

13、忽略7.2 进程同步(4)信号的产生信号的产生常用系统函数有：常用系统函数有：lkill()向其他进程发送信号向其他进程发送信号lraise()向当前进程发送信号向当前进程发送信号lalarm()设置定时器，定时器到期，产生设置定时器，定时器到期，产生 SIGALRM信号信号lsetitimer()设置定时器，比设置定时器，比alarm()精度高精度高labort()向进程发送向进程发送SIGABRT信号，导致程序信号，导致程序 非正常终止非正常终止7.2 进程同步(5)kill()与与raise()#include#include int kill(pid_t pid,int sig);in

14、t raise(int sig);其中：其中：pid0，信号信号sig发送到进程号为发送到进程号为pid的进程；的进程；pid=0，信号发送到与发送进程处于同一进程组的进程；信号发送到与发送进程处于同一进程组的进程；pid-1，信号发送到进程组信号发送到进程组ID为为-pid的所有进程；的所有进程；pid=-1，未指定。未指定。sig=0，不发送任何信号，但进行错误检查，用于检测是否有不发送任何信号，但进行错误检查，用于检测是否有向指定进程发送信号的许可。向指定进程发送信号的许可。注意：注意：raise(sig)等价于等价于kill(getpid(),sig)7.2 进程同步(6)alarm(

15、)#include unsigned int alarm(unsigned int seconds);其中：其中：seconds为为定时器设置的秒数，到期后产生定时器设置的秒数，到期后产生SIGALRM信号。信号。getitimer()与与setitimer()#include int getitimer(int which,struct itimerval*value);int setitimer(int which,const struct itimerval*value,struct itimerval*ovalue);abort()#include void abort(void);7

16、.2 进程同步(7)信号的捕获信号的捕获调用格式：调用格式：#include#include intint sig,funcsig,func(),(*(),(*funcpfuncp)();)();funcpfuncp=signal(sig,funcsignal(sig,func););其中：其中：sigsig为接收信号类型为接收信号类型(SIGKILLSIGKILL不能被捕获和处理不能被捕获和处理）funcfunc()()指定进程接收到信号后执行的动作指定进程接收到信号后执行的动作 （1 1）SIG_IGN SIG_IGN 忽略接收的信号忽略接收的信号 （2 2）SIG_DFL SIG_DFL

17、 恢复对信号的缺省处理恢复对信号的缺省处理 （3 3）一个返回值为整数的函数的地址，即函数名）一个返回值为整数的函数的地址，即函数名在在signal.hsignal.h中，有：中，有：define SIG_DFL(define SIG_DFL(intint(*)0(*)0 define SIG_IGN(define SIG_IGN(intint(*)1(*)17.2 进程同步(8)练习：练习：1.编写一个程序，循环编写一个程序，循环100次，输出每个次，输出每个i值，执行期间，值，执行期间，c试图终试图终止运行，如何对止运行，如何对SIGINT信号忽略。（信号忽略。（pp5.cpp)观察观察:

18、(1)不用不用c中断中断,输出结果为何输出结果为何?(2)第二次循环后第二次循环后,按下按下c键结果如何键结果如何?(3)第二、三次循环后第二、三次循环后,都按下都按下c键呢？键呢？(4)将原注释行注释标记去掉，最后一条语句加注释观察变化。将原注释行注释标记去掉，最后一条语句加注释观察变化。运行结果分别为运行结果分别为:(1)sleep call#1 sleep call#2 sleep call#3 sleep call#4 Exiting.(2)sleep call#1 sleep call#2 CATCHINT:signo=2 CATCHINT,returning.sleep call#

19、3 sleep call#4 Exiting.(3)sleep call#1(3)sleep call#1 sleep call#2 sleep call#2 CATCHINT:signoCATCHINT:signo=2=2 CATCHINT,returning.CATCHINT,returning.sleep call#3 sleep call#3 CATCHINT:signoCATCHINT:signo=2=2 CATCHINT,returning.CATCHINT,returning.sleep call#4 sleep call#4 Exiting.Exiting.(4)sleep c

20、all#1(4)sleep call#1 sleep call#2 sleep call#2 CATCHINT:signoCATCHINT:signo=2=2 CATCHINT,returning.CATCHINT,returning.sleep call#3 sleep call#3 sleep call#4 sleep call#4 Exiting.Exiting.只捕获第一次中断只捕获第一次中断只捕获第一次中断只捕获第一次中断,以后的忽略以后的忽略以后的忽略以后的忽略7.2 进程同步(9)7.2 进程同步(10)2.父子进程互发自定义信号父子进程互发自定义信号(pp6.cpp)运行结果为

21、运行结果为:Parent caught signal 10#1Child caught signal 10#1Parent caught signal 10#2Child caught signal 10#2Parent caught signal 10#3Child caught signal 10#3 注意注意:可以用类似的方法获得不同的信号名称与对应的编号可以用类似的方法获得不同的信号名称与对应的编号直到C终止互发信号7.2 进程同步(11)设置信号集设置信号集(略略)int sigemptyset(sigset_t*set);初始化信号集合初始化信号集合,设置为空设置为空int sig

22、fillset(sigset_t*set);初始化信号集合初始化信号集合,设置为所有信号集设置为所有信号集合合int sigaddset(sigset_t*set,int signo);将信号将信号signo加入到加入到set中中int sigdelset(sigset_t*set,int signo);将信号将信号signo从从set中中删删除除int sigismember(sigset_t*set,int signo);查信号查信号signo是否在是否在set中中int sigprocmask(int how,const sigset_t*set,sigset_t*oset);将指定的信

23、号集合将指定的信号集合set加入到进程的信号阻塞集合中加入到进程的信号阻塞集合中其中其中how为：为：SIG_BLOCK：增加一个信号集合到当前进程的阻塞集合之中增加一个信号集合到当前进程的阻塞集合之中 SIG_UNBLOCK：从当前进程的阻塞集合之中删除一个信号集合从当前进程的阻塞集合之中删除一个信号集合 SIG_SETMASK：将当前的信号集合设置为信号阻塞集合将当前的信号集合设置为信号阻塞集合7.2 进程同步(12)信号的处理信号的处理(略略)在某个信号出现时，进程通过在某个信号出现时，进程通过sigaction()函数调用要求系统进行某函数调用要求系统进行某种操作，成功返回种操作，成功

24、返回0，否则，否则-1。#include int sigaction(int signum,struct sigaction*act,struct sigaction*oldact);其中：其中：signum为信号为信号,act结构指针，结构指针，oldact指向以前设置指向以前设置struct sigaction /用于描述相应的操作用于描述相应的操作void(*sa_handler)(int);/*指定信号动作，如指定信号动作，如 SIG_DFL、SIG_IGN或用户定义函数或用户定义函数*/void(*sa_sigaction)(int,siginfo_t*,void*);/*一般不用一

25、般不用*/sigset_t sa_mask;/*处理处理signum信号时，应阻塞的信号集信号时，应阻塞的信号集*/int sa_flags;/*指定信号处理过程中的行为指定信号处理过程中的行为P170，常设为常设为0*/void(*sa_restorer)(void);/*不用不用*/7.2 进程同步(13)其他信号函数其他信号函数lpause()暂停调用进程并等待信号暂停调用进程并等待信号#include int pause(void);lsleep(secend)使进程休眠指定的秒数使进程休眠指定的秒数#include unsigned int sleep(unsigned int se

26、conds);僵死进程僵死进程l父进程应调用父进程应调用wait()或或waitpid()释放其已终止的子进程的释放其已终止的子进程的资源，否则终止的子进程为僵死进程资源，否则终止的子进程为僵死进程l$ps el 观察有无观察有无的进程的进程7.2 进程同步(14)实例实例(略略)修改修改procserver.cpp为为procserver1.cpp功能：多进程处理并发服务器，当子进程终止时用功能：多进程处理并发服务器，当子进程终止时用waitpid()释放资源，同时向父进程发送释放资源，同时向父进程发送SIGCHLD信号，父进程用信号，父进程用sigaction()捕获信号并处理信号。捕获信

27、号并处理信号。7.3 进程间通信（1）主要手段主要手段l管道管道lFIFOl消息队列消息队列l信号量信号量l共享内存共享内存7.3进程间通信（2）管道管道l管道是管道是使用使用管道文件管道文件，传递进程间信息。，传递进程间信息。l它是单工通信，管道有两端，一个进程从一端读，另一个进它是单工通信，管道有两端，一个进程从一端读，另一个进程从另一端写。程从另一端写。l只能用于具有公共祖先的进程（如父子进程）间的通信只能用于具有公共祖先的进程（如父子进程）间的通信,不能不能实现不同用户进程之间的通信。实现不同用户进程之间的通信。#include#include intint pipe(intpipe(

28、int fds2);fds2);其中：其中：fds0fds0：文件描述符，用于读操作文件描述符，用于读操作 fds1fds1：文件描述符，用于写操作文件描述符，用于写操作 返回值：成功返回返回值：成功返回0 0，否则，否则-1-1，并置，并置errnoerrno值值7.3进程间通信（3）例例1 1：管道通信：管道通信pipepipe系统调用系统调用pp13.cpppp13.cpp运行结果运行结果:hello,#1 hello,#2 hello,#3例例2:2:在父子进程间建立管道在父子进程间建立管道pp14.cpppp14.cpp运行结果运行结果:-in child hello,#1 -in

29、child hello,#2 -in child hello,#3在这个例子中，把父进程的读端和子进程的写端关在这个例子中，把父进程的读端和子进程的写端关闭，避免管道上读写混乱。闭，避免管道上读写混乱。P1P0父父进程进程子进程子进程7.3 进程间通信（4）FIFOlFIFO是有名管道（命名管道），可以在任意两个进程间通信。是有名管道（命名管道），可以在任意两个进程间通信。l对对FIFO要有适当访问权限要有适当访问权限(mode)。lFIFO的的读写操作与普通文件类似读写操作与普通文件类似(open、close、unlink)。lFIFO传输方式为流方式传输方式为流方式(read、write)

30、。lFIFO的创建使用函数的创建使用函数mkfifo()#include int mkfifo(const char*filename,mode_t mode);返回值：成功返回管道文件指针，否则返回返回值：成功返回管道文件指针，否则返回NULL。lFIFO的创建还可以使用命令的创建还可以使用命令$mknod p 管道文件名访问权限7.3 进程间通信（5）实例实例实例实例1:程序名程序名:pp15.cpp和和pp16.cpp功能功能:用两个独立的程序使用有名管道通信用两个独立的程序使用有名管道通信运行运行:$mknod fifo p$./pp16 (等待等待pp15发消息发消息,接收后显示接收

31、后显示)message received hello message received how message received are message received you$./pp15 hello$./pp15 how are you注意：注意：open()中的打开方式可以为中的打开方式可以为0(O_RDONLY 为只读为只读)、1(O_WRONLY 为只写为只写)、2(O_RDWR 可读写可读写)7.3 进程间通信（6）实例实例2：程序名程序名:prg8_6.cpp和和prg8_7.cpp功能：利用功能：利用FIFO管道，服务器接收客户端信息字符串，变大写管道，服务器接收客户端信息字

32、符串，变大写后通过客户创建的管道发回客户后通过客户创建的管道发回客户运行运行:$./prg8_6$./prg8_71594 send hello from 1594,received:HELLO FROM 15941594 send hello from 1594,received:HELLO FROM 15941594 send hello from 1594,received:HELLO FROM 15941594 send hello from 1594,received:HELLO FROM 15941594 send hello from 1594,received:HELLO FR

33、OM 15947.3 进程间通信（7）消息队列、信号量以及共享内存有很多相似之处消息队列、信号量以及共享内存有很多相似之处IPC标识符与关键字标识符与关键字每种机制都有一个每种机制都有一个IPC结构表结构表(msqid_ds、semid_ds、shmid_ds),其表项描述该机制的所有成员其表项描述该机制的所有成员每一表项都包含一个数值关键字每一表项都包含一个数值关键字(非负整数非负整数key)每个机制都有一个每个机制都有一个get系统调用系统调用(msgget、semget、shmget）,参数包括关键字参数包括关键字(key)和若干标志和若干标志每个表项有一个表示每个表项有一个表示许可权限

34、许可权限的结构的结构ipc_perm每个表项还有其它若干状态信息每个表项还有其它若干状态信息,如最近修改该表项的进程如最近修改该表项的进程的的ID以及最近访问或修改时间以及最近访问或修改时间每个机制还包括一个每个机制还包括一个“control”系统调用系统调用(msgctl、semctl或或shmctl)，用来查询表项状态、设置状态信息或用来查询表项状态、设置状态信息或删除该表项删除该表项两个消息队列不能使用相同的标识符，但一个消息队列和两个消息队列不能使用相同的标识符，但一个消息队列和共享内存可使用相同的标识符。共享内存可使用相同的标识符。通信（发送或接收数据）时，通信双方使用同一通信（发送

35、或接收数据）时，通信双方使用同一IPC结构。结构。7.3 进程间通信（8）如何使通信双方使用同一如何使通信双方使用同一IPC结构结构l在一个在一个公共头文件中定义公共头文件中定义双方认可的关键字，一方双方认可的关键字，一方指定该关键字指定该关键字key创建一个新的创建一个新的IPC结构（若存在先结构（若存在先删除），另一方为访问现存的队列，删除），另一方为访问现存的队列，key必须等于必须等于创建该队列时所指定的关键字（最常用）。创建该队列时所指定的关键字（最常用）。l创建时将创建时将key值指定为值指定为IPC_PRIVATE，再将返回的再将返回的标识符标识符存入文件存入文件，另一方从文件中

36、读标识符。，另一方从文件中读标识符。l使用使用ftok函数，原型：函数，原型：key_t ftok(char*pathname,char proj);成功返回新的标识符，否则成功返回新的标识符，否则-1 例：例：key_t mykey;mykey=ftok(“/tmp/myapp”,a);7.3 进程间通信（9）许可权结构许可权结构l系统为每个系统为每个IPC结构设置了一个结构设置了一个ipc_perm结构，规定许可权结构，规定许可权和所有者和所有者(如如msgget创建消息队列时就设置了此结构创建消息队列时就设置了此结构)。l在创建在创建IPC结构时，除结构时，除seq外的所有字段都赋初值，

37、以后可以外的所有字段都赋初值，以后可以调用调用msgctl、semctl或或shmctl修改修改uid、gid、mode字段，字段，但必须是创建者或但必须是创建者或root。l对对任何任何IPC结构都不存在执行许可权。结构都不存在执行许可权。lR为读，为读，W为写，为写，A为更改。为更改。struct ipc_perm uid_t uid;gid_t gid;uid_t cuid;gid_t cgid;mode_t mode;ulong seq;key_t key;许可权许可权 消息队列消息队列 信号量信号量 共享内存共享内存用户用户RWRARW组组RWRARW其它其它RWRARW7.3 进程

38、间通信（10）优点和缺点优点和缺点l消息队列中存放消息，不自动被删除，除非调用消息队列中存放消息，不自动被删除，除非调用msgrcv或或msgctl读消息或删除消息队列；管道读消息或删除消息队列；管道pipe当最后一个访问管道的进程终止时，管道被完全删除；当最后一个访问管道的进程终止时，管道被完全删除；FIFO虽然在进程终止时不被删除，但虽然在进程终止时不被删除，但FIFO中的数据中的数据全部删除。全部删除。lIPC结构不能用结构不能用ls、rm、chmod等操作，只能使用一等操作，只能使用一些系统调用，如些系统调用，如msgget、semop、shmat、ipcrm等。等。l由于由于IPC不

39、使用文件描述符，所以不能使用多路转接不使用文件描述符，所以不能使用多路转接I/O函数函数select。7.3 进程间通信（11）消息队列消息队列消息通信可以将具有一定格式的消息发送给任意进消息通信可以将具有一定格式的消息发送给任意进程，适于进程间大量的数据传送。程，适于进程间大量的数据传送。l通过消息队列通过消息队列keykey值定义和生成消息队列。值定义和生成消息队列。l任何进程只要有访问权限并知道任何进程只要有访问权限并知道keykey即可访问消息即可访问消息队列。队列。l消息元素按消息类型分类消息元素按消息类型分类,并按类型访问。并按类型访问。l读取消息队列后读取消息队列后,该消息从队列

40、中删除。该消息从队列中删除。l消息队列访问具有锁机制。消息队列访问具有锁机制。7.3 进程间通信（12）数据结构数据结构l消息缓冲区模板消息缓冲区模板sys/msg.h中（也可由用户定义）中（也可由用户定义）struct msgbuf long mtype;/*消息类型消息类型*/char mtext1;/*消息内容消息内容*/;可定义：可定义：struct mymsgbuf long mtype;/*消息类型消息类型*/long request_id;/*以下为消息内容以下为消息内容*/struct client info;注意注意:sys/msg.h中对消息最大长度的限制中对消息最大长度的

41、限制(4056或或8192字节），字节），包括包括mtype，它占它占4字节。字节。#define MSGMAX 40567.3 进程间通信（13）l内核中内核中msg数据结构数据结构 struct msg struct msg*msg_next;/*指向队列下一消息的指针指向队列下一消息的指针*/long msg_type;/*消息类型消息类型*/char*msg_spot;/*指向消息体开始的指针指向消息体开始的指针*/short msg_ts;/*消息体长度消息体长度*/l内核中内核中ipc_perm数据结构数据结构前面已介绍前面已介绍7.3 进程间通信（14）l内核内核msqid_ds

42、数据结构（创建每个消息队列时）数据结构（创建每个消息队列时）struct msqid_ds struct ipc_perm msg_perm;/*IPC消息队列存取权限信息消息队列存取权限信息*/struct msg*msg_first;/*指向队列第一个消息指向队列第一个消息*/struct msg*msg_last;/*指向队列最后一个消息指向队列最后一个消息*/time_t msg_stime;/*发送队列最后一消息的时间，初值发送队列最后一消息的时间，初值0*/time_t msg_rtime;/*读队列最后一消息的时间，初值读队列最后一消息的时间，初值0*/time_t msg_ct

43、ime;/*队列最后一次改动时间队列最后一次改动时间*/struct wait_queue*wwait;/*指向等待队列的指针指向等待队列的指针*/struct wait_queue*rwait;ushort msg_cbytes;/*队列中所有消息的总长度，初值队列中所有消息的总长度，初值0*/ushort msg_qnum;/*队列中消息数，初值队列中消息数，初值0*/ushort msg_qbytes;/*最大字节数，系统限制值最大字节数，系统限制值*/ushort msg_lspid;/*发送最后一消息的进程的发送最后一消息的进程的pid，初值初值0*/ushort msg_lrpid

44、;/*读最后一消息的进程的读最后一消息的进程的pid，初值初值0*/msgget创建消息队列时,产生key和msqid_ds数据结构 struct msqid_ds struct ipc_perm msg_perm;struct msg*msg_first;struct msg*msg_last;msgsnd、msgrcv发送接收消息时，用struct mymsgbuf类型数据struct ipc_perm mode_t mode;key_t key;struct msg struct msg*msg_next;long msg_type;char*msg_spot;short msg_ts;

45、可以用msgctl读取、修改、删除7.3 进程间通信（15）7.3 进程间通信（15）创建或打开一个消息队列创建或打开一个消息队列#include#include#include int msgget(key_t key,int flags);其中：其中：key为消息队列关键字，为消息队列关键字，flags为相应许可权设置为相应许可权设置,为为IPC_CREAT创建或打开，创建或打开，IPC_CREAT与与IPC_EXCL一起使用一起使用时，若队列存在失败，时，若队列存在失败，IPC_EXCL不不单独使用单独使用功能功能:创建或打开一个消息队列，初始化创建或打开一个消息队列，初始化msqid_

46、dsmsqid_ds结构结构返回值返回值:成功返回非负的队列成功返回非负的队列ID,失败失败-1，并置，并置errno值。此后值。此后,此值此值可用于其它消息队列函数可用于其它消息队列函数msgsnd()、msgrcv()、msgctl()Errno值：值：EACCESS（权限不允许）、权限不允许）、EEXIST（队列已存在）、队列已存在）、EIDRM（队列已删除）、队列已删除）、ENOENT（队列不存在）、队列不存在）、ENOMEM（内存不够）、内存不够）、ENOSPC（超出最大队列限制）超出最大队列限制）7.3 进程间通信（16）msgctl()函数对消息队列执行多种操作函数对消息队列执行

47、多种操作#include#include#include int msgctl(int msqid,int cmd,struct msqid_ds*buf);其中：其中：msqid为为msgget返回的队列返回的队列ID，cmd 为：为：IPC _RMID(0)删除消息队列及该队列上的数据，再使用该队列时删除消息队列及该队列上的数据，再使用该队列时返回返回EIDRM错误值，错误值，msg_perm.uid、msg_perm.cuid或超级或超级用户能执行用户能执行,此时此时buf项无意义，可取项无意义，可取0IPC_SET(1)将将buf中信息写入消息队列结构用于修改中信息写入消息队列结构用于

48、修改msqid_ds结结构中构中msg_perm_uid、msg_perm.gid、uidmsg_perm.mode等等.IPC_STAT(2)将消息队列结构中信息写入将消息队列结构中信息写入buf 注意：注意：IPC _RMID、IPC_SET、IPC_STAT可用于信号量可用于信号量semctl7.3 进程间通信（17）msgsnd()函数将消息放到消息队列上函数将消息放到消息队列上#include#include#include int msgsnd(int msqid,struct msgbuf*ptr,int nbytes,int flags);其中：其中：msqid为为msgset

49、返回的队列返回的队列ID ptr指向用户定义的消息结构，指向用户定义的消息结构，nbytes正文长度正文长度,不包括消息类型长度不包括消息类型长度 flags：可：可指定指定0或或IPC_NOWAIT（非阻塞）非阻塞）返回值：成功返回返回值：成功返回0，否则，否则-1。Errno值：值：EAGIN（队列满）队列满）EACCES（无写权）无写权）EFAULT（地地址无效）址无效）EIDRM（队列已删除）队列已删除）EINTR（等写时收到信号）等写时收到信号）7.3 进程间通信（18）msgrcv()函数函数 读消息队列上的消息读消息队列上的消息#include#include#include i

50、nt msgrcv(int msqid,struct msgbuf*ptr,int nbytes,long type,int flags);其中：其中：type0返回队列中消息类型为返回队列中消息类型为type的第一个消息的第一个消息 type=0返回队列中的第一个消息返回队列中的第一个消息 type0返回队列中消息类型值小于等于返回队列中消息类型值小于等于type的的绝对值，这绝对值，这些消息中类型值又最小的第一个消息些消息中类型值又最小的第一个消息返回值：成功返回缓冲区中字节数，否则返回值：成功返回缓冲区中字节数，否则-1ErrnoErrno值：值：E2BIGE2BIG长度大于长度大于nb