Linux进程通信中IPC对象——IPC_PRIVATE与ftok

Dear 丶 2022-04-22 13:52 264阅读 0赞

在linux中，可以使用IPC对象来进行进程间通信。IPC对象存在于内核中，多进程可以操作同一个IPC对象。每个IPC对象都有一个唯一的编号，该编号是由系统分配的。那么不同的进程如何知道这个编号，进而通过它进行通信呢？下面以共享内存为例，进行分析。

方法一：通过ftok函数，产生相同的键值。

假设，进程p1创建了共享内存。可以在创建时，调用ftok函数，得到一个key值，调用shmget函数，该函数会返回所创建共享内存的编号，并将key和编号关联起来。若进程p2想利用这个共享内存和p1进程通信，也可以调用ftok函数，得到同样的key，再根据key值，调用shmget函数，就可以获得该共享内存的编号。该过程可以通过下面的图来表达。

![Column616-1.jpg][]

ftok函数原型如下：  
                \#include < sys/types.h>  
                \#include < sys/ipc.h>  
                key\_t ftok(const char \*pathname, int proj\_id);

第一个参数pathname，是一个存在的文件或目录名；

第二个参数proj\_id，是非0整数(一般用i节点号)

该函数会返回一个key值，先运行的进程根据key来创建对象，后运行的进程根据key来打开对象。示意图如下：

![Column616-2.jpg][]

使用 ftok创建共享内存，毫无关系的进程，可以通过得到同样的key，来操作同一个共享内存，对共享内存进行读写时，需要利用信号量进行同步或互斥。

方法二：使用IPC\_PRIVATE对象

使用IPC\_PRIVATE创建的IPC对象, key值属性为0，和IPC对象的编号就没有了对应关系。这样毫无关系的进程，就不能通过key值来得到IPC对象的编号（因为这种方式创建的IPC对象的key值都是0）。因此，这种方式产生的IPC对象，和无名管道类似，不能用于毫无关系的进程间通信。但也不是一点用处都没有，仍然可以用于有亲缘关系的进程间通信。示例[程序][Link 1]如下：

#include < stdio.h>
    #include < stdlib.h>
    #include < errno.h>
    #include < sys/ipc.h>
    #include < sys/types.h>
    #include < sys/shm.h>
    #include < string.h>
    #define MAXSIZE 1024
    
    int main(){
          int shmid;
          char *p = NULL;
          pid_t pid;
          key_t key;
          if ((key = ftok(".", 'a')) == -1){
                 perror("ftok");
                 exit(-1);
          }
          if ((shmid = shmget(IPC_PRIVATE, MAXSIZE, 0666)) == -1){
                 perror("shmget");
                 exit(-1);
          }
          if ((pid = fork()) == -1){
                 perror("fork");
                 exit(-1);
          }
          if (pid == 0){
                 if ((p = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *)-1){
                         perror("shmat");
                         exit(-1);
                 }
                 strcpy(p, "hello\n");
                 system("ipcs -m");
                 if (shmdt(p) == -1){
                         perror("shmdt");
                         exit(-1);
                 }
                 system("ipcs -m");
          }
          else{
                 getchar();
                 if((p = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *)-1){
                          perror("shmat");
                          exit(-1);
                 }
                 printf("%s\n", (char *)p);
                 if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1){
                          perror("RM");
                          exit(-1);
                 }
          }
          return 0;
    }

该程序中，父进程使用IPC\_PRIVATE方式创建了共享内存，然后fork产生了子进程，由于子进程是复制父进程的方式产生的，因此，子进程也可以操作共享内存。子进程往共享内存里写了内容后，父进程可以读到。

转自[https://blog.csdn.net/niepangu/article/details/55271708][https_blog.csdn.net_niepangu_article_details_55271708]

[Column616-1.jpg]: /images/20220422/030ee63947ef4a6da5747791a4f5c124.png
[Column616-2.jpg]: /images/20220422/309716c183294f0a813a4444ded57426.png
[Link 1]: http://www.xuebuyuan.com/
[https_blog.csdn.net_niepangu_article_details_55271708]: https://blog.csdn.net/niepangu/article/details/55271708