进程通信_消息队列_hmm
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进程通信的几种方法进程通信是指在操作系统中,不同的进程之间进行数据交换和信息传递的过程。
在现代操作系统中,进程通信是非常重要的,因为多个进程之间的协作可以提高系统的性能和效率。
本文将介绍几种常见的进程通信方法。
1.管道通信管道通信是一种单向、半双工的通信方式,通过创建一个管道,将一个进程的输出连接到另一个进程的输入,从而实现数据的传输。
管道通信一般用于具有父子关系的进程之间或者具有共同祖先的进程之间。
2.消息队列通信消息队列通信是一种通过操作系统内核来传递消息的机制。
进程可以将消息发送到消息队列,其他进程则可以从消息队列中接收消息。
消息队列通信具有高效、可靠、灵活等特点,常用于进程之间传递数据量较大的情况。
3.共享内存通信共享内存通信是一种进程间共享内存区域的方式。
多个进程可以访问同一块内存区域,从而实现数据的共享。
共享内存通信的优点是速度快,因为进程之间不需要进行数据的复制,但是需要进程之间进行同步和互斥操作,以避免数据的冲突。
4.信号量通信信号量通信是一种通过操作系统提供的信号量机制来实现进程间同步和互斥的方式。
进程可以通过信号量来进行互斥操作,以确保共享资源的安全访问。
信号量通信常用于进程之间共享资源的管理和同步。
5.套接字通信套接字通信是一种通过网络进行进程通信的方式,常用于不同主机之间的进程通信。
套接字通信可以通过TCP或UDP协议来实现,具有跨平台、可靠性高等特点。
总结起来,进程通信是操作系统中非常重要的一部分,不同的进程之间可以通过各种方式进行数据的交换和信息的传递。
管道通信、消息队列通信、共享内存通信、信号量通信和套接字通信是常见的几种进程通信方法。
不同的通信方法适用于不同的场景,开发人员需要根据具体需求选择合适的通信方式。
进程通信的正确使用可以提高系统的性能和效率,确保系统的稳定运行。
linux下进程通信的八种方法在Linux下,有多种方法可以实现进程间的通信。
以下是八种常用的进程通信方法:
1. 管道(Pipe):管道是一种半双工通信方式,可用于具有亲缘关系的父子进程之间进行通信。
2. 命名管道(Named Pipe):命名管道也称为FIFO(First In, First Out),它可以在无亲缘关系的进程之间进行通信。
3. 信号(Signal):进程通过发送信号给其他进程来进行通信,例如,某些特定事件发生时,一个进程可以向另一个进程发送一个信号。
4. 消息队列(Message Queue):进程可以通过消息队列发送和接收消息,消息队列提供了一种先进先出的消息传递机制。
5. 共享内存(Shared Memory):多个进程可以共享同一块内存区域,进程可以直接读写该内存区域来进行通信。
6. 信号量(Semaphore):信号量用于进程间的互斥和同步,可以控制对共享资源的访问。
7. 套接字(Socket):套接字是一种网络编程中常用的通信机制,在本地主机或网络上不同主机的进程之间进行通信。
8. 文件锁(File Locking):进程可以使用文件锁来实现对某个文件或资源的独占访问。
详解linux进程间通信-消息队列前⾔:前⾯讨论了信号、管道的进程间通信⽅式,接下来将讨论消息队列。
⼀、系统V IPC 三种系统V IPC:消息队列、信号量以及共享内存(共享存储器)之间有很多相似之处。
每个内核中的 I P C结构(消息队列、信号量或共享存储段)都⽤⼀个⾮负整数的标识符( i d e n t i f i e r )加以引⽤。
⽆论何时创建I P C结构(调⽤m s g g e t、 s e m g e t或s h m g e t) ,都应指定⼀个关键字(k e y),关键字的数据类型由系统规定为 k e y _ t,通常在头⽂件< s y s / t y p e s . h >中被规定为长整型。
关键字由内核变换成标识符。
以上简单介绍了IPC,对接下来介绍的消息队列、信号量和共享内存有助于理解。
⼆、消息队列 1、简介 消息队列是消息的链接表 ,存放在内核中并由消息队列标识符标识。
我们将称消息队列为“队列”,其标识符为“队列 I D”。
m s g g e t⽤于创建⼀个新队列或打开⼀个现存的队列。
m s g s n d⽤于将新消息添加到队列尾端。
每个消息包含⼀个正长整型类型字段,⼀个⾮负长度以及实际数据字节(对应于长度),所有这些都在将消息添加到队列时,传送给 m s g s n d。
m s g r c v⽤于从队列中取消息。
我们并不⼀定要以先进先出次序取消息,也可以按消息的类型字段取消息。
2、函数介绍ftok函数#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);//“/home/linux” , 'a'功能:⽣成⼀个key(键值)msgget函数#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>int msgget(key_t key, int msgflg);功能:创建或取得⼀个消息队列对象返回:消息队列对象的id 同⼀个key得到同⼀个对象格式:msgget(key,flag|mode);flag:可以是0或者IPC_CREAT(不存在就创建)mode:同⽂件权限⼀样msgsnd函数int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);功能:将msgp消息写⼊标识为msgid的消息队列msgp:struct msgbuf {long mtype; /* message type, must be > 0 */消息的类型必须>0char mtext[1]; /* message data */长度随意};msgsz:要发送的消息的⼤⼩不包括消息的类型占⽤的4个字节msgflg:如果是0 当消息队列为满 msgsnd会阻塞如果是IPC_NOWAIT 当消息队列为满时不阻塞⽴即返回返回值:成功返回id 失败返回-1msgrcv函数ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);功能:从标识符为msgid的消息队列⾥接收⼀个指定类型的消息并存储于msgp中读取后把消息从消息队列中删除msgtyp:为 0 表⽰⽆论什么类型都可以接收msgp:存放消息的结构体msgsz:要接收的消息的⼤⼩不包含消息类型占⽤的4字节msgflg:如果是0 标识如果没有指定类型的消息就⼀直等待如果是IPC_NOWAIT 则表⽰不等待msgctl函数int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);//删除消息队列对象 程序2-2将简单演⽰消息队列: --- snd.c ---#include "my.h"typedef struct{long type;char name[20];int age;}Msg;int main(){key_t key = ftok("/home/liudw",'6');printf("key:%x\n",key);int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|O_WRONLY|0777);if(msgid<0){perror("msgget error!");exit(-1);}Msg m;puts("please input your type name age:");scanf("%ld%s%d",&m.type,,&m.age);msgsnd(msgid,&m,sizeof(m)-sizeof(m.type),0);return0;} --- rcv.c ---#include "my.h"typedef struct{long type;char name[20];int age;}Msg;int main(){key_t key = ftok("/home/liudw",'6');printf("key:%x\n",key);int msgid = msgget(key,O_RDONLY);if(msgid<0){perror("msgget error!");exit(-1);}Msg rcv;long type;puts("please input type you want!");scanf("%ld",&type);msgrcv(msgid,&rcv,sizeof(rcv)-sizeof(type),type,0);printf("rcv--name:%s age:%d\n",,rcv.age);msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);return0;} 运⾏演⽰: 三、详解ftok函数 ftok根据路径名,提取⽂件信息,再根据这些⽂件信息及project ID合成key,该路径可以随便设置。
Python中的进程间通信进程间通信(IPC,Inter-Process Communication)是一种进程之间传递数据和消息的方式。
在操作系统中,进程是程序在运行时分配给它的内存空间和系统资源的实例。
不同的进程可能运行在不同的计算机上或者同一台计算机上的不同CPU中。
进程间通信是实现多个进程相互合作完成任务的必要手段之一。
进程间通信的方式可以分为多种,包括管道、消息队列、共享内存、信号量等。
Python通过提供不同的模块实现了这些方式,使得进程可以在Python中相互通信,完成不同的任务,实现高效的协作。
1.管道(Pipe)管道是在两个进程之间建立的一条通信通道,可以进行双向通信。
通常情况下,一个进程的输出被重定向到管道中,另一个进程则从管道中读取输入。
在Python中可以使用os模块的pipe()方法来建立管道。
示例代码:```pythonimport ospipe = os.pipe()pid = os.fork()if pid == 0:#子进程从管道中读取数据os.close(pipe[1])data = os.read(pipe[0], 1024)print(f"子进程读取到的数据:{data}") os._exit(0)else:#父进程向管道中写入数据os.close(pipe[0])os.write(pipe[1], b"Hello, Pipe!")os.wait()```在上面的代码中,我们先调用了pipe()方法创建了一个管道,然后使用fork()方法创建了一个子进程。
子进程从管道中读取数据,父进程则向管道中写入数据,最终等待子进程结束。
2.消息队列(Message Queue)消息队列是一种进程间通信机制,可以在不同的进程之间传递消息。
消息队列通常是先进先出的,每个消息都有一个标识符来标记其类型。
在Python中可以使用sysv_ipc模块来使用消息队列。
操作系统计算题总结
操作系统计算题总结
1、引言
操作系统是计算机系统中最核心的软件之一,负责管理计算机的硬件资源,并为用户应用程序提供运行环境。
在学习操作系统的过程中,计算题是对理论知识的实际应用和验证,能够帮助我们深入理解操作系统的原理和机制。
本文将总结一些常见的操作系统计算题,以及解答思路和步骤。
2、进程管理
2.1 进程调度
- 先来先服务调度算法
- 短作业优先调度算法
- 最短剩余时间优先调度算法
- 时间片轮转调度算法
- 多级反馈队列调度算法
2.2 进程同步
- 互斥量实现进程同步
- 信号量实现进程同步
- 条件变量实现进程同步
- 读写锁实现进程同步
2.3 进程通信
- 管道实现进程通信
- 消息队列实现进程通信
- 共享内存实现进程通信
- 套接字实现进程通信
3、内存管理
3.1 页面置换算法
- 先进先出算法(FIFO)
- 最近最久未使用算法(LRU)- 时钟算法
3.2 分页和分段
- 分页内存管理
- 分段内存管理
- 分页和分段的组合
3.3 虚拟内存管理
- 页面置换算法
- 页面调度算法
- 页面替换算法
4、文件系统
4.1 文件组织
- 索引结构
- 目录结构
- 文件块组织
4.2 文件分配
- 连续分配
- 分配
- 索引分配
4.3 文件权限和保护
- 用户标识和权限位
- 文件保护和访问控制列表(ACL)附件:
该文档没有涉及到附件。
法律名词及注释:
无。
windows操作系统的通信原理
在Windows操作系统中的通信原理涉及多个方面,包括进程间通信(Inter-Process Communication,IPC)、网络通信以及设备驱动程序等。
我会尽量简要概括这些方面。
进程间通信(IPC):
管道(Pipes):在Windows中,管道是一种用于进程间通信的机制,允许一个进程的输出直接作为另一个进程的输入。
共享内存(Shared Memory):允许不同进程访问相同的物理内存地址,进而实现数据共享。
消息队列(Message Queues):进程可以通过消息队列发送和接收消息,实现进程间通信。
Socket通信:基于网络的进程间通信方式,可以在本地或者通过网络进行进程通信。
网络通信:
Windows操作系统支持多种网络协议和技术,例如TCP/IP、UDP等,用于在计算机之间进行数据交换。
常见的网络通信API,如Winsock,允许应用程序通过网络与其他计算机通信。
设备驱动程序:
Windows操作系统使用设备驱动程序作为硬件和操作系统之间的桥梁。
这些驱动程序允许操作系统与硬件设备进行通信和交互。
在Windows操作系统中,这些通信原理和机制都是为了促进不同进程、不同计算机或者硬件设备之间的数据交换和通信。
每种通信方式都有其适用的场景和特点,能够满足在不同需求下的通信要求。
C语言进程间通信方法在多道程序设计中,不同的进程之间需要进行通信和协调,以实现数据交换和资源共享。
而在C语言中,有几种主要的进程间通信方法,包括管道、信号、共享内存和消息队列。
下面将逐一介绍这些方法的特点和应用场景。
1. 管道(Pipe)管道是一种半双工的通信方式,它可以在父进程和子进程之间创建一个用于通信的文件描述符。
管道可以分为匿名管道和命名管道两种。
匿名管道只能在具有亲缘关系的进程之间使用,使用函数pipe()可以创建一个管道,并返回两个文件描述符,分别用于读取和写入管道。
父进程可以将数据写入管道,子进程则从管道中读取数据。
命名管道则允许没有亲缘关系的进程之间进行通信,用于创建命名管道的函数为mkfifo()。
不同于匿名管道,命名管道可以在文件系统中创建一个特殊的文件,进程可以通过打开该文件进行通信。
2. 信号(Signal)信号是一种异步的通信方式,它用于通知进程发生了某个特定事件。
在C语言中,可以使用signal()函数来设置信号的处理函数。
进程可以通过发送信号给另一个进程来实现简单的通信。
信号的应用场景较为广泛,例如进程终止和异常处理。
当进程接收到信号时,可以根据信号的类型来执行相应的处理操作。
3. 共享内存(Shared Memory)共享内存允许多个进程之间访问同一块物理内存,以实现高效的数据共享。
进程可以使用shmget()函数创建一个共享内存区域,并使用shmat()函数将共享内存映射到本进程的地址空间中。
共享内存的好处在于数据传输效率高,因为进程直接访问内存而无需通过中介来实现通信。
然而,共享内存的使用需要更加小心,因为没有任何机制来保护共享数据的完整性和一致性。
4. 消息队列(Message Queue)消息队列是一种可以在不同进程之间传输数据的通信方式。
它允许将消息发送到消息队列中,并由其他进程从中读取。
消息的顺序按照发送的顺序进行。
通过调用msgget()函数可以创建或打开一个消息队列,而使用msgsnd()函数和msgrcv()函数分别用于发送和接收消息。
Linux系统下-进程间通信(消息队列-详解)Linux下进程间通信⽅式:# 有名管道 (named pipe) :有名管道也是半双⼯的通信⽅式,但是它允许⽆亲缘关系进程间的通信。
# 消息队列( message queue ) :消息队列是由消息的链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识。
消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载⽆格式字节流以及缓冲区⼤⼩受限等缺点。
# 共享内存( shared memory ) :共享内存就是映射⼀段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由⼀个进程创建,但多个进程都可以访问。
共享内存是最快的 IPC ⽅式,它是针对其他进程间通信⽅式运⾏效率低⽽专门设计的。
它往往与其他通信机制,如信号两,配合使⽤,来实现进程间的同步和通信。
System V 与 POSIX的区别:IPC存在时间⽐较⽼,许多系统都⽀持,但是接⼝复杂,并且可能各平台上实现略有区别(如ftok的实现及限制)。
POSIX是新标准,现在多数也已实现,我觉得如果只是开发的话,那么还是好,因为语法简单,并且各平台上实现都⼀样。
⼀、什么是消息队列消息队列提供了⼀种从⼀个进程向另⼀个进程发送⼀个数据块的⽅法。
每个数据块都被认为含有⼀个类型,接收进程可以独⽴地接收含有不同类型的数据结构。
我们可以通过发送消息来避免命名管道的同步和阻塞问题。
但是消息队列与命名管道⼀样,每个数据块都有⼀个最⼤长度的限制。
Linux⽤宏MSGMAX和MSGMNB来限制⼀条消息的最⼤长度和⼀个队列的最⼤长度。
数据结构msgque[MSGMNI]是⼀个msqid_ds结构的指针数组,每个msqid_ds结构指针代表⼀个系统消息队列,msgque[MSGMNI]的⼤⼩为MSGMNI=128,也就是说系统最多有MSGMNI=128个消息队列。
3、消息队列Key的获取:数据结构,因此需要⼀个消息队列的标识,让应⽤进程知道当前操作的是哪个消息队列,同时也要保证每个消息队列key值的唯⼀性⼆、消息队列与命名管道的⽐较消息队列跟命名管道有不少的相同之处,通过与命名管道⼀样,消息队列进⾏通信的进程可以是不相关的进程,同时它们都是通过发送和接收的⽅式来传递数据的。
进程间通信方式及应用场景进程间通信是操作系统中的一个重要概念,它指的是不同进程之间进行数据交换和共享的一种方式。
进程间通信可以通过多种机制来实现,每种机制都有其优缺点和适用场景。
1. 管道(Pipe):管道是进程间通信中最简单的一种方式,它是一个字节流的通道。
管道可以分为匿名管道和命名管道两种形式。
匿名管道通常是单向的、存在于父子进程之间,并且不能用于无关联的进程之间通信。
匿名管道适用于需要父子进程之间的双向通信,如进程的输入输出重定向。
命名管道是一种特殊的文件,允许无关联进程之间进行通信,可以用于多个进程之间的双向通信。
命名管道适用于多个进程之间进行数据交换,如服务器和客户端之间的通信。
2. 消息队列(Message Queue):消息队列是一种先进先出的消息传递机制。
消息队列在内核中创建,用于进程间传递数据。
消息队列可以通过消息标识符来寻址,而不是进程标识符。
消息队列适用于多个进程之间的数据传递,具有较大的灵活性和可靠性,可以避免数据丢失。
它可以实现进程之间的异步通信,提高系统性能,如网络数据包的传输、进程间的任务交换等。
3. 信号量(Semaphore):信号量是一种非负整数变量,用于多个进程之间的同步和互斥操作。
它可以用来实现进程之间的互斥和资源的共享。
信号量可以通过P操作(等待信号量)和V操作(释放信号量)来实现进程之间的同步。
P操作会将信号量值减一,如果信号量值为负,则进程进入等待状态。
V操作会将信号量值加一,并唤醒等待的进程。
信号量适用于需要多个进程之间的同步和互斥操作,如进程的互斥访问、控制资源的分配等。
4. 共享内存(Shared Memory):共享内存是进程间通信中最快、最高效的一种方式,它允许多个进程共享同一块物理内存空间。
共享内存通过将一段虚拟内存区域映射到多个进程的地址空间来实现。
共享内存适用于大量数据的高速传输和共享,比如图像处理、音视频编码、数据库等需要高速数据交换和共享的应用场景。
Linux进程间通信之消息队列作者:武汉华嵌嵌入式培训中心技术部在linux下有两种消息队列,一种是POSIX的消息队列,另外一种是System V 消息队列。
在这里只讲System V队列的使用。
System V消息队列使用消息队列标识符标识,在某个进程往一个队列中写入一个消息之前,不求另外某个进程正在等待该队列上一个消息的到达。
对于系统中每个消息队列,内核维护一个定义在<sys/msg.h>头文件中的信息结构。
该结构如下:struct msqid_ds{struct ipc_perm msg_perm; /* read_write perms: Section 3.3 */struct msg *msg_first; /* ptr to first message on queue */struct msg *msg_last; /* ptr to last message on queue */msglen_t msg_cbytes; /* current # bytes on queue */……}消息队列由内核进行维护,我们可以将内核中某个选定的消息队列画为一个消息链表,如下图所示:以下都是操作消息队列的API函数,在这里将对其一一讲解。
•创建一个消息队列。
#include <sys/msg.h>int msgget(key_t key, into flag);该函数在执行正常返回时,返回的是一个整数标识符,其他三个函数就用它来指代该队列。
该标识符是基于指定的key产生的,而key即可以是ftok的返回值,也可以是常值IPC_PRIVATE。
oflag可以是读写权限的值的组合,它还可以与IPC_CREAT或IPC_CREAT|IPC_EXCL按位或。
当创建一个新消息队列时,msqid_ds结构的一些成员被初始化。
•往一个打开的消息队列上放置一个消息。
#include <sys/msg.h>int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t length, int flag);该函数的第一参数msqid是由msgget的返回值提供。
进程之间的逻辑关系进程是计算机系统中的基本概念,是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
在一个多进程的系统中,各个进程之间存在着不同的逻辑关系,这些关系对于系统的正常运行和协调工作起着至关重要的作用。
本文将从进程之间的逻辑关系展开讨论,包括进程的同步与互斥、进程的通信以及进程调度等方面。
一、进程的同步与互斥进程的同步与互斥是指多个进程之间在执行过程中的协调与合作关系。
在多进程的系统中,不同的进程可能会共享同一资源,为了保证资源的正确使用和避免冲突,进程之间需要进行同步与互斥操作。
同步操作是指多个进程按照一定的顺序执行,保证程序的正确性。
常见的同步机制有信号量、互斥锁等。
例如,在生产者-消费者模型中,生产者进程负责生产产品,消费者进程负责消费产品,两者之间需要进行同步操作,以保证生产与消费的顺序和数量的一致性。
互斥操作是指多个进程之间对共享资源的访问进行互斥控制,避免出现资源冲突。
互斥锁是实现互斥操作的常见机制,通过对共享资源进行加锁和解锁操作,保证同一时间只有一个进程可以访问共享资源。
例如,在多线程的环境中,多个线程可能同时访问同一个全局变量,通过互斥锁机制可以实现对全局变量的互斥访问,避免出现数据不一致的情况。
二、进程的通信进程的通信是指多个进程之间进行信息交换和共享资源的过程。
在一个多进程的系统中,进程之间可能需要进行数据的传递、共享内存、消息传递等操作,以实现信息的交流和共享资源的利用。
常见的进程通信方式包括管道、共享内存、消息队列、信号量等。
例如,在分布式系统中,不同的进程之间可能需要共享内存中的数据,可以通过共享内存的方式实现数据的共享和协作。
进程通信的目的是为了实现进程之间的协作与合作,共同完成任务。
通过进程通信,不同的进程可以共享资源、传递消息、协调工作,提高系统的整体性能和效率。
三、进程的调度进程调度是指操作系统根据一定的策略和算法来决定进程的执行顺序和调度方式。
在一个多进程的系统中,各个进程之间的调度关系直接影响着系统的性能和响应速度。
Linux进程间通信(七):消息队列msgget()、msgsend()、msgrcv()。
下⾯来说说如何⽤不⽤消息队列来进⾏进程间的通信,消息队列与命名管道有很多相似之处。
有关命名管道的更多内容可以参阅我的另⼀篇⽂章:⼀、什么是消息队列消息队列提供了⼀种从⼀个进程向另⼀个进程发送⼀个数据块的⽅法。
每个数据块都被认为含有⼀个类型,接收进程可以独⽴地接收含有不同类型的数据结构。
我们可以通过发送消息来避免命名管道的同步和阻塞问题。
但是消息队列与命名管道⼀样,每个数据块都有⼀个最⼤长度的限制。
Linux⽤宏MSGMAX和MSGMNB来限制⼀条消息的最⼤长度和⼀个队列的最⼤长度。
⼆、在Linux中使⽤消息队列Linux提供了⼀系列消息队列的函数接⼝来让我们⽅便地使⽤它来实现进程间的通信。
它的⽤法与其他两个System V PIC机制,即信号量和共享内存相似。
1、msgget()函数该函数⽤来创建和访问⼀个消息队列。
它的原型为:int msgget(key_t, key, int msgflg);与其他的IPC机制⼀样,程序必须提供⼀个键来命名某个特定的消息队列。
msgflg是⼀个权限标志,表⽰消息队列的访问权限,它与⽂件的访问权限⼀样。
msgflg可以与IPC_CREAT做或操作,表⽰当key所命名的消息队列不存在时创建⼀个消息队列,如果key所命名的消息队列存在时,IPC_CREAT标志会被忽略,⽽只返回⼀个标识符。
它返回⼀个以key命名的消息队列的标识符(⾮零整数),失败时返回-1.2、msgsnd()函数该函数⽤来把消息添加到消息队列中。
它的原型为:int msgsend(int msgid, const void *msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);msgid是由msgget函数返回的消息队列标识符。
msg_ptr是⼀个指向准备发送消息的指针,但是消息的数据结构却有⼀定的要求,指针msg_ptr所指向的消息结构⼀定要是以⼀个长整型成员变量开始的结构体,接收函数将⽤这个成员来确定消息的类型。
进程间通信之消息队列一.原理讲解消息队列(也叫报文队列),它是System V3中进程间通信中的一种。
消息队列就是一个消息的链表。
我们可以把这个消息看成一个记录[固定的格式]。
这个记录中包含了很多的信息,并且具有一定的格式和优先级。
对消息队列有写权限的进程可以向中按照一定的规则添加新消息;对消息队列有读权限的进程则可以从消息队列中读走消息。
,我们的操作系统提供了一个struct msg_ids结构体来记录消息队列的全局数据结构。
struct msqid_ds{struct ipc_perm msg_perm;//被用来传递ipc操作权限信息struct msg *msg_first; //指向消息队列第一个结点struct msg *msg_last; //指向详细队列最后一个结点……;};我们可以将内核中某个特定的消息队列画成一个消息链表。
如下图所示,假如一个具有三个消息的队列。
长度分别为1byte,2byte和3byte,消息类型(type)为100,200,300.为那么这些消息的排序如下图。
OK,了解了之后,我们来回顾一下,我们以下学习的IPC通信,都是通过一个key值来标识一个ID,那么消息队列的可key值保存在哪里呢?我们来看看我们的Ipc_perm结构。
二.常用操作<1>创建消息队列msgget()<2>发送消息队列msgnd(),我们按照一定的类型发送即可。
<3>接收消息队列的信息msgrcv()<4>删除消息队列msgctl()1)创建消息队列int msgget(key_t key ,int msgflag);功能:创建消息队列信息。
得到其ID参数:@key IPC_PRIVATE 或者ftok()@msgflgIPC_CREAT | 0666 对应的消息队列不存在,则创建, 存在直接返回ID 或IPC_CREAT | IPC_EXEL | 0666 对应的消息队列段存在则调用失败。
进程间的通信方式1、常见的通信方式管道pipe:管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。
进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
命名管道FIFO:有名管道也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
消息队列MessageQueue:消息队列是由消息的链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识。
消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
共享存储SharedMemory:共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。
共享内存是最快的 IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。
它往往与其他通信机制,如信号量,配合使用,来实现进程间的同步和通信。
信号量Semaphore:信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。
它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。
因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
套接字Socket:套解口也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同及其间的进程通信。
信号 ( sinal ) :信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生。
2、按通信类型区分共享存储器系统1.基于共享数据结构的通信方式(仅适用于传递相对少量的数据,通信效率低,属于低级通信)2.基于共享存储区的通信方式管道通信系统管道是指用于连接一个读进程和一个写进程以实现它们之间通信的一个共享文件(pipe文件)管道机制需要提供一下几点的协调能力1.互斥,即当一个进程正在对pipe执行读/写操作时,其它进程必须等待2.同步,当一个进程将一定数量的数据写入,然后就去睡眠等待,直到读进程将数据取走,再去唤醒。
读进程与之类似3.确定对方是否存在消息传递系统1.直接通信方式发送进程利用OS所提供的发送原语直接把消息发给目标进程2.间接通信方式发送和接收进程都通过共享实体(邮箱)的方式进行消息的发送和接收客户机服务器系统1.套接字–通信标识型的数据结构是进程通信和网络通信的基本构件基于文件型的(当通信进程都在同一台服务器中)其原理类似于管道基于网络型的(非对称方式通信,发送者需要提供接收者命名。
进程间通信之深⼊消息队列的详解最近在Hi3515上调试Qt与DVR程序,发现他们之间使⽤消息队列通信的,闲暇之余,就总结了⼀下消息队列,呵呵,⾃认为通俗易懂,同时,在应⽤中也发现了消息队列的强⼤之处。
关于见:1.消息队列是消息的链表,具有特定的格式,存放在内存中并由消息队列标识符标识.2.消息队列允许⼀个或多个进程向它写⼊与读取消息.3.管道和命名管道都是通信数据都是先进先出的原则。
4.消息队列可以实现消息的随机查询,消息不⼀定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取.⽐FIFO更有优势。
⽬前主要有两种类型的消息队列:POSIX消息队列以及系统V消息队列,系统V消息队列⽬前被⼤量使⽤。
系统V消息队列是随内核持续的,只有在内核重起或者⼈⼯删除时,该消息队列才会被删除。
#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h> pathname:⽂件名(含路径), projid:项⽬ID,必须为⾮0整数(0-255). #include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h> ⽤于创建⼀个新的或打开⼀个已经存在的消息队列,此消息队列与key相对应。
key:函数ftok的返回值或IPC_PRIVATE。
msgflag: IPC_CREAT:创建新的消息队列。
IPC_EXCL:与IPC_CREAT⼀同使⽤,表⽰如果要创建的消息队列已经存在,则返回错误。
IPC_NOWAIT:读写消息队列要求⽆法满⾜时,不阻塞。
调⽤成功返回队列标识符,否则返回-1.1、如果没有与键值key相对应的消息队列,并且msgflag中包含了IPC_CREAT标志位。
2、key参数为IPC_PRIVATE。
对消息队列进⾏各种控制操作,操作的动作由cmd控制。
msqid:消息队列ID,消息队列标识符,该值为msgget创建消息队列的返回值。
进程通信原理
进程通信是实现并发进程之间相互合作的重要手段。
其原理主要包括以下几个方面:
1. 进程间通信:当两个或多个进程在共享内存空间时,它们可以通过读写共享内存中的数据来进行通信。
进程可以将数据写入共享内存,其他进程则可以读取这些数据。
这种通信方式称为进程间通信(IPC)。
2. 消息传递:消息传递是一种常用的进程通信方式。
进程可以通过发送和接收消息来进行通信。
常见的消息传递系统包括管道、队列、信箱等。
3. 共享内存:共享内存允许多个进程访问同一块内存空间,通过读写共享内存中的数据来进行通信。
共享内存的实现需要一种同步机制,以避免多个进程同时读写共享内存导致的数据冲突。
4. 信号量:信号量是一种同步机制,用于控制多个进程对共享资源的访问。
它通常用于实现互斥锁、条件变量等同步原语,以确保多个进程在访问共享资源时的正确性。
5. 套接字:套接字是一种通用的进程间通信机制,可以在不同主机上的进程之间进行通信。
通过套接字,进程可以发送和接收数据,实现类似于管道和消息传递的通信方式。
总之,进程通信的原理主要是通过共享内存、消息传递、信号量、套接字等方式实现并发进程之间的相互合作和协调,以完成特定的任务。
一、共享内存1.1 共享内存是一种进程间通信的方式,它允许两个或多个进程访问同一块内存空间。
1.2 在System V IPC中,通过shmget()函数创建共享内存段,通过shmat()函数将其附加到进程的位置区域空间。
1.3 进程可以通过读写共享内存来进行通信,但需要使用信号量来实现进程的同步和互斥。
1.4 共享内存的优点是高效,但缺点是进程间需要自己管理数据的一致性和同步问题,因此需要谨慎使用。
二、信号量2.1 信号量是一种计数器,用于在多个进程之间进行同步和互斥操作。
2.2 在System V IPC中,可以通过semget()函数创建信号量集,通过semop()函数进行操作。
2.3 信号量通常用于控制进程对共享资源的访问,通过P操作和V操作实现进程的互斥和同步。
2.4 信号量的优点是能够方便地实现进程间的同步和互斥,但缺点是需要谨慎设计信号量的计数器和操作,以避免死锁等问题。
三、消息队列3.1 消息队列是一种进程间通信的方式,它允许一个进程向另一个进程发送消息。
3.2 在System V IPC中,可以通过msgget()函数创建消息队列,通过msgsnd()和msgrcv()函数进行消息的发送和接收。
3.3 消息队列通常用于进程间的异步通信,可以实现进程之间的解耦和流量控制。
3.4 消息队列的优点是能够实现进程间的异步通信,但缺点是消息的大小受到限制,且需要对消息的格式和结构进行设计。
总结:以上是System V IPC中的三种进程间通信的方式,它们分别是共享内存、信号量和消息队列。
每种方式都有各自的优点和缺点,可以根据具体的场景选择合适的方式来进行进程间通信。
在实际应用中,需要注意处理好进程间的同步和互斥问题,以确保通信的可靠性和稳定性。
希望本文的介绍对读者有所帮助,谢谢阅读。
对于System V IPC中的三种进程间通信方式,共享内存、信号量和消息队列,我们可以进一步深入了解它们的使用场景、优缺点和具体的实现细节。
Linux 进程间通信知识点总结进程间通信(IPC)是指在不同进程之间传播或交换信息。
进程间通信的方式主要有以下6钟:(1)管道(Pipe)(2)信号(Singal)(3)信号量(Semaphore)(4)共享内存(shared memory)(5)消息队列(Message Queue)(6)套接字(Socket)下面对6种方式进行详细介绍:管道1、管道分为有名管道和无名管道,通常指无名管道。
2、无名管道特点:(1)它是半双工的(即数据只能在一个方向上流动),具有固定的读端和写端。
(2)它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信(也是父子进程或者兄弟进程之间)。
(3)对于它的读写也可以使用普通的read、write 等函数。
但是它不是普通的文件,并不属于其他任何文件系统,并且只存在于内存中。
3、缺点:速度慢,容量有限,只有父子进程能通讯。
4、管道的创建及使用:调用pipe()函数创建一个管道,再通过fork()函数创建一个子进程,该子进程继承父进程所创建的管道,为实现父子进程间的读写,只需把无关的读端或写端的文件描述符关闭即可。
若要数据流从父进程流向子进程,则关闭父进程的读端(fd[0])与子进程的写端(fd[1]);反之,则可以使数据流从子进程流向父进程。
5、父子进程在运行时,先后顺序并不能保证。
可以在进程中添加sleep()函数。
6、标流管道:管道的操作也支持基于文件流的模式,这种基于文件流的管道主要是用来创建一个连接到另一个进程的管道,这里的“另一个进程”也就是一个可以进行一定操作的可执行文件。
7、因此标准流管道就将一系列的创建过程合并到一个函数popen()中完成。
它所完成的工作有以下几步:(1)创建一个管道(2)fork()一个子进程(3)在父进程中关闭不必要的文件描述符(4)执行exec函数族调用(5)执行函数中所指定的命令8、popen()函数的使用减少了代码的编写量,但是灵活性不如pipe()函数所创建的管道,并且使用popen()创建的管道必须使用标准I/O函数进行操作,但不能使用read()、write()一类不带缓冲的I/O函数。
消息队列通信机制
消息队列通信机制是一种常见的进程间通信方式,它基于消息的发送和接收来实现进程之间的数据传输。
在此机制中,发送进程将消息放入消息队列中,接收进程则从队列中取出消息进行处理。
消息队列通信机制的主要优点包括解耦性强、数据传输可靠、数据量较大等方面。
同时,它也存在一些缺点,如消息队列的容量限制、数据在队列中的存储顺序等问题。
在实际应用中,我们可以根据具体的需求选择消息队列通信机制或其他进程间通信方式来实现进程之间的数据交换。
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