System V IPC 机制和key_t本质类型

System V三种IPC机制

System V IPC包括三种不同的通信机制

  • 消息队列:消息队列类似于管道,但是又有很大的差别。第一,消息队列是有边界的，所以消息队列的通信机制是通过消息进行传递，而管道是通过字节流进行通信。第二，每条消息包括一个完整的整形字段，消息队列可以通过类型来选择消息。
  • 信号量:用于同步两个进程。
  • 共享内存:共享内存允许两个进程共享同一个内存段。即一块内存被映射到不同进程的虚拟内存中。

key_t本质

System V系统调用都有一个相关的get系统调用，它与文件io中的open函数类似，不同的是它的参数是一个整数，给定一个整数之后，系统会做以下操作:

  • 使用给定key创建一个新的IPC对象，并将IPC对象标识key_t返回给调用者.
  • 若该key对应的IPC对象存在，直接将标识返回给调用者，相当于使用key换取标识,而不做创建操作.

上述IPC对象的标识类型为key_t。key_t的本质是什么?我们可以通过grep命令追踪到

在文件/usr/include/sys/ipc.h中:

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#ifndef __key_t_defined
typedef __key_t key_t;
# define __key_t_defined
#endif

在文件/usr/include/bits/types.h中:

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__STD_TYPE __KEY_T_TYPE __key_t;        /* Type of an IPC key.  */

在文件/usr/include/bits/typesizes.h中:

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#define __KEY_T_TYPE            __S32_TYPE

在文件中:

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#define __S32_TYPE              int

故从上面的追踪，可以看出key_t的本质为int类型.

获取key_t方法

获取ket_t的方法三种

  • 随机选取一个整数值作为key值，多个进程共享一个key值。注意此时不能使用已经存在的key
  • 在创建IPC对象的get方法中用IPC_PRIVATE作为key值，这样会导致每个调用都会创建一个新的IPC对象
  • 使用ftok函数生成一个key,这个方法产生的key接近唯一。

IPC_PRIVATE

IPC_PRIVATE本质上为0的宏定义.使用方法是直接使用IPC_PRIVATE作为key生成一个IPC对象。这种做法保证每次产生的都是全新的IPC对象。
这种做法适用于在父进程fork前创建IPC对象，从而达到子进程继承IPC对象的目的。

ftok生成key

函数原型:

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#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(char* pathname, int proj);

函数功能:

此函数的功能是根据pathname和proj的值生成key，该算法只使用proj的最低的8个有效位，应用程序必须确保pathname引用一个可以应用stat()的既有文件。否则该函数会返回-1。

在linux中，key_t一般是32位的值。它通过取proj参数的最低８个有效位，包含该文件所属的文件系统的设备的设备号的最低8个有效位以及pathname所引用文件的inode号的最低16个有效位组合而成，这样保证了唯一性。所以从上面可以看出，对于同意个文件的不同路径(inode值相同),proj值相同，此时产生的key是相同的。