Первая программа shm1 создает сегмент совместно используемой памяти и затем присоединяет его к своему адресному пространству. Вы накладываете структуру
shared_use_st
на начальную область совместно используемой памяти. У нее есть флаг
written_by_you
, который устанавливается, когда данные доступны. Если флаг установлен, программа считывает текст, выводит его и сбрасывает флаг, чтобы показать, что данные прочитаны. Для корректного выхода из цикла примените специальную строку
end
. Далее программа отсоединяет сегмент совместно используемой памяти и удаляет его.
Вторая программа shm2 получает и присоединяет тот же самый сегмент совместно используемой памяти, поскольку она применяет тот же ключ 1234. Затем она просит пользователя ввести текст. Если флаг
written_by_you
установлен, shm2 знает, что клиентский процесс еще не считал предыдущую порцию данных и ждет завершения чтения. Когда другой процесс очищает флаг, shm2 записывает новые данные и устанавливает флаг. Она также пользуется магической строкой
end
для завершения записи и отсоединения сегмента совместно используемой памяти.
Обратите внимание на то, что вы вынуждены с помощью флага
written_by_you
предоставить собственный очень грубый механизм синхронизации, который включает очень неэффективное активное ожидание (с непрерывным циклом). Такой подход сохраняет простоту примера, но в реальных программах вам следует применить семафор либо передать сообщение с помощью неименованного канала или сообщений IPC (которые будут обсуждаться в следующем разделе), либо сгенерировать сигнал (как показано в главе 11), чтобы обеспечить более эффективный механизм синхронизации между читающей и пишущей частями приложения.
Очереди сообщений
Теперь рассмотрим третье и последнее средство System V IPC: очереди сообщений. Во многом очереди сообщений похожи на именованные каналы, но без сложностей, сопровождающих открытие и закрытие канала. Однако применение очереди сообщений не избавляет вас от проблем, возникающих при использовании именованных каналов, например блокировки заполненных каналов.
Очереди сообщений предоставляют очень легкий и эффективный способ передачи данных между двумя несвязанными процессами. У них есть преимущество по сравнению с именованными каналами, заключающееся в том, что очередь сообщений существует независимо как от отправляющего, так и от принимающего процессов, что устраняет некоторые трудности, возникающие при синхронизации открытия и закрытия именованных каналов.
Очереди сообщений обеспечивают отправку блока данных из одного процесса в другой. Кроме того, каждый блок данных наделяется типом, и принимающий процесс может получать независимо блоки данных, имеющие разные типы. Хорошо и то, что, отправляя сообщения, вы можете почти полностью избежать проблем синхронизации и блокировки, связанных с именованными каналами. Еще лучше то, что вы можете проявить предусмотрительность в отношении неотложных в том или ином смысле сообщений. К недостаткам следует отнести то, что, как и в случае каналов, в системе существует ограничение максимального объема блока данных и максимального объема всех блоков данных во всех очередях.
Наложив эти ограничения, стандарт X/Open не позаботился о способе выяснения их числовых значений за исключением того, что превышение ограничений — достаточное основание для аварийного завершения функций обработки очереди сообщений. В ОС Linux есть два определения:
MSGMAX
и
MSGMNB
, которые задают максимальный объем в байтах отдельного сообщения и максимальный объем очереди соответственно. В других системах эти макросы могут отличаться или просто отсутствовать.
Далее приведены объявления функций для работы с очередями сообщений:
#include <sys/msg.h>
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
int msgget(key_t key, int msgflg);
int msgrcv(int msqid, void *msg_ptr, size_t msg_sz, long int msgtype, int msgflg);
int msgsnd(int msqid, const void *msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);
Как и в случае семафоров или совместно используемой памяти, заголовочные файлы sys/types.h и sys/ipc.h обычно автоматически включаются заголовочным файлом msg.h.
msgget
Очередь сообщений создается и предоставляет к себе доступ с помощью функции
msgget
:
int msgget(key_t key, int msgflg);
Программа должна предоставить значение параметра
key
, которое, как и в других средствах IPC, задает имя конкретной очереди сообщений. С помощью специального значения
IPC_PRIVATE
создается скрытая или частная очередь, которая теоретически доступна только текущему процессу. Как и в случае семафоров и совместно используемой памяти, в некоторых системах Linux такая очередь может не быть частной. Поскольку от скрытой или частной очереди очень мало пользы, это не слишком важная проблема. Как и раньше, второй параметр
msgflg
состоит из девяти флагов прав доступа. Для создания новой очереди сообщений специальный бит со значением
IPC_CREAT
должен быть объединен с правами доступа поразрядной операцией
OR
. Не считается ошибкой установка флага
IPC_CREAT
и задание ключа уже существующей очереди сообщений. Если очередь уже есть, флаг
IPC_CREAT
безмолвно игнорируется.
Функция
msgget
вернет положительное число, идентификатор очереди; в случае успешного завершения и -1 в случае сбоя.
msgsnd
Функция
msgsnd
позволяет добавить сообщение в очередь сообщений:
int msgsnd(int msqid, const void *msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);
Структура сообщения ограничена двумя способами. Во-первых, она должна быть меньше системного ограничения, и во-вторых, она должна начинаться с элемента типа
long int
, который будет использован как тип сообщения в получающей функции. Если вы применяете сообщения, лучше всего определить структуру сообщения следующим образом.