消息队列，共享内存

day5/consumer.c

@@ -0,0 +1,46 @@
+// 消费者
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/shm.h>
+#include <unistd.h>
+
+typedef struct data
+{
+    char data[32];
+    int flag;
+} Data;
+
+int main()
+{
+    printf("consumer\n");
+
+    key_t key = ftok("/", 15);
+    if (key == -1)
+    {
+        perror("ftok");
+        return 1;
+    }
+    int shmid = shmget(key, sizeof(Data), IPC_CREAT | 0666);
+    if (shmid == -1)
+    {
+        perror("shmget");
+        return 1;
+    }
+
+    Data *data_buf = (Data *)shmat(shmid, NULL, 0);
+    if (data_buf == (Data *)-1)
+    {
+        perror("shmat");
+        return 1;
+    }
+    while (1)
+    {
+        while (data_buf->flag == 0)
+            ;
+        sleep(1);
+        printf("read data: %s\n", data_buf->data);
+        data_buf->flag = 0;
+    }
+
+    return 0;
+}

day5/ftok1.c

@@ -0,0 +1,25 @@
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/ipc.h>
+
+// ftok()函数用于获取消息队列的键值
+int main()
+{
+    // 获取消息队列的键值，返回值是一个整数，表示消息队列（IPC）的键值
+    key_t key = ftok("/", 26);
+    printf("key = %d\n", key);
+
+    // ftok()函数的第一个参数是路径，第二个参数是索引值
+    // 索引值是一个整数，范围是0~255，用于区分不同的消息队列
+    // 超过255的索引值会被截断，例如256会被截断为0，257会被截断为1，相当于循环使用
+    key_t key2 = ftok("/", 26);
+    printf("key = %d\n", key2);
+
+    int mask = 0xff; // 0b11111111 低8位掩码
+    printf("mask = %d\n", mask);
+    // 低8位掩码与key进行与运算，得到低8位
+    printf("key & mask = %d\n", key & mask);   // 用于获取低8位
+    printf("key2 & mask = %d\n", key2 & mask); // 用于获取低8位
+
+    return 0;
+}

day5/msgque1.c

@@ -0,0 +1,31 @@
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h> // 系统数据类型定义
+#include <sys/ipc.h>   // IPC相关头文件
+#include <sys/msg.h>   // 消息队列相关头文件
+
+// msgget 函数用于创建消息队列，参数1是键值，参数2是权限
+int main()
+{
+    key_t key = ftok("/home/flykhan/", 200); // 获取消息队列的键值
+    printf("key = %d\n", key);
+    if (key == -1)
+    {
+        perror("ftok");
+        return 1;
+    }
+
+    // msgget 函数用于创建消息队列，参数1是键值，参数2是权限
+    // 返回值是消息队列的标识符，类似于文件描述符
+    // IPC_CREAT 表示如果消息队列不存在则创建，如果存在则打开
+    // 0644 表示权限，类似于文件权限，表示所有者可读写，其他人只读
+    int msgqid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666); // 创建消息队列
+    if (msgqid == -1)
+    {
+        perror("msgget");
+        return 1;
+    }
+
+    // msgqid 只要不是 -1 就表示创建成功
+    printf("msgqid = %d\n", msgqid); // 打印消息队列标识符
+    return 0;
+}

day5/msgque4.c

@@ -0,0 +1,102 @@
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h> // 系统数据类型定义
+#include <sys/ipc.h>   // IPC相关头文件
+#include <sys/msg.h>   // 消息队列相关头文件
+#include <string.h>    // 字符串操作
+#include <stdlib.h>    // atol 函数
+#include <time.h>      // 时间函数
+#include <unistd.h>    // 头文件含义：unix standard，即unix标准的意思
+
+// 消息结构体
+typedef struct msg_
+{
+    long mType;        // 消息类型，必须是 long ，必须在第一个位置
+    char content[100]; // 消息内容，需要小于消息队列的限制值(8192)
+    char title[32];    // 消息标题
+
+} MSG;
+
+// msgget 函数用于创建消息队列，参数1是键值，参数2是权限
+int main(int argc, char *argv[])
+{
+    key_t key = ftok("/", 200); // 获取消息队列的键值
+
+    int msgqid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666); // 创建消息队列
+    if (msgqid == -1)
+    {
+        perror("msgget");
+        return 1;
+    }
+
+    // 查看 msgqid 消息队列的信息
+    struct msqid_ds msginfo;                      // 消息队列信息结构体
+    int ret = msgctl(msgqid, IPC_STAT, &msginfo); // 获取消息队列信息
+    if (ret == -1)
+    {
+        perror("msgctl");
+        return 1;
+    }
+
+    time_t st = msginfo.msg_stime; // 最后发送消息的时间
+    time_t rt = msginfo.msg_rtime; // 最后接收消息的时间
+    time_t ct = msginfo.msg_ctime; // 最后变更消息的时间
+
+    struct tm *stm = localtime(&st); // 转换为北京时间
+    struct tm *rtm = localtime(&rt); // 转换为北京时间
+    struct tm *ctm = gmtime(&ct);    // 转换为北京时间
+
+    // // 手动转换为北京时间
+    // st += 8 * 60 * 60;
+    // rt += 8 * 60 * 60;
+    // ct += 8 * 60 * 60;
+    // // 把时间戳转换为字符串
+    // char stime[32] = "";
+    // char rtime[32] = "";
+    // char ctime[32] = "";
+    // ctime_r(&st, stime);
+    // ctime_r(&rt, rtime);
+    // ctime_r(&ct, ctime);
+    // // 打印时间
+    // printf("最后发送消息的时间: %s", stime);
+    // printf("最后接收消息的时间: %s", rtime);
+    // printf("最后变更消息的时间: %s", ctime);
+    // printf("最后变更消息的时间: %s", ctime);
+
+    // + 1900 是因为 struct tm 结构体中的 tm_year 字段表示的是从1900年开始的年数的偏移量。
+    // +1 是因为 struct tm 结构体中的 tm_mon 字段表示的是月份的偏移量，范围是0-11，其中0表示一月，11表示十二月
+    printf("最后发送消息的时间: %d-%d-%d %d:%d:%d\n", stm->tm_year + 1900, stm->tm_mon + 1, stm->tm_mday, stm->tm_hour, stm->tm_min, stm->tm_sec);
+    printf("最后接收消息的时间: %d-%d-%d %d:%d:%d\n", rtm->tm_year + 1900, rtm->tm_mon + 1, rtm->tm_mday, rtm->tm_hour, rtm->tm_min, rtm->tm_sec);
+    printf("最后变更消息的时间: %d-%d-%d %d:%d:%d\n", ctm->tm_year + 1900, ctm->tm_mon + 1, ctm->tm_mday, ctm->tm_hour, ctm->tm_min, ctm->tm_sec);
+
+    // 打印消息队列的信息
+    printf("\n消息队列的信息:\n");
+    printf("消息队列的标识符: %d\n", msginfo.msg_perm.__key);
+    printf("消息队列的权限: %04o\n", msginfo.msg_perm.mode); // %04o 是八进制输出，占4位，不足4位前面补0
+
+    // 修改消息队列的权限
+    // msginfo.msg_perm.mode = 0644; // 修改权限
+    msginfo.msg_perm.mode |= 0111; // 修改权限，增加可执行权限
+    ret = msgctl(msgqid, IPC_SET, &msginfo);
+    if (ret == -1)
+    {
+        perror("msgctl");
+        return 1;
+    }
+    printf("修改消息队列的权限为: %04o\n", msginfo.msg_perm.mode); // %04o 是八进制输出，占4位，不足4位前面补0
+
+    // execlp("ipcs", "ipcs", "-q", NULL); // 打印消息队列
+
+    // 减少权限
+    msginfo.msg_perm.mode &= ~0101; // 修改权限，减少可执行权限
+    ret = msgctl(msgqid, IPC_SET, &msginfo);
+    if (ret == -1)
+    {
+        perror("msgctl");
+        return 1;
+    }
+    printf("修改消息队列的权限为: %04o\n", msginfo.msg_perm.mode); // %04o 是八进制输出，占4位，不足4位前面补0
+
+    execlp("ipcs", "ipcs", "-q", NULL); // 打印消息队列
+
+    return 0;
+}

day5/msgque_msgctl_test.c

@@ -0,0 +1,29 @@
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/ipc.h>
+#include <sys/msg.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+// 测试 msgctl ，用于删除消息队列
+int main()
+{
+    key_t key = ftok("/", 65);                 // 使用ftok函数生成一个唯一的键值
+    int msqid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT); // 创建或获取消息队列
+
+    if (msqid == -1)
+    {
+        perror("msgget");
+        exit(1);
+    }
+
+    // 控制操作：删除消息队列
+    if (msgctl(msqid, IPC_RMID, NULL) == -1)
+    {
+        perror("msgctl");
+        exit(1);
+    }
+
+    printf("Message queue removed successfully.\n");
+
+    return 0;
+}

day5/producer.c

@@ -0,0 +1,47 @@
+// 生产者
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/shm.h>
+#include <unistd.h>
+
+typedef struct data
+{
+    char data[32];
+    int flag;
+} Data;
+
+int main()
+{
+    printf("producer\n");
+
+    key_t key = ftok("/", 15);
+    if (key == -1)
+    {
+        perror("ftok");
+        return 1;
+    }
+    int shmid = shmget(key, sizeof(Data), IPC_CREAT | 0666);
+    if (shmid == -1)
+    {
+        perror("shmget");
+        return 1;
+    }
+    Data *data_buf = (Data *)shmat(shmid, NULL, 0);
+    if (data_buf == (Data *)-1)
+    {
+        perror("shmat");
+        return 1;
+    }
+    int num = 0;
+    while (1)
+    {
+
+        while (data_buf->flag == 1)
+            ;
+        sprintf(data_buf->data, "hello, %d", num++);
+        data_buf->flag = 1;
+        printf("write data: %s\n", data_buf->data);
+    }
+
+    return 0;
+}

day5/shm1.c

@@ -0,0 +1,30 @@
+// 共享内存
+/*
+是的，"shm"是共享内存（shared memory）的缩写，它通常用于表示共享内存相关的概念和操作。共享内存是一种进程间通信的机制，允许多个进程共享同一块内存区域，从而实现高效的数据交换和共享。
+
+在Linux系统中，使用`shmget`函数创建或获取共享内存段（shared memory segment），进程可以通过该段共享内存进行通信。共享内存段是一个连续的内存区域，可以被多个进程映射到各自的地址空间中，从而实现共享数据的读写。
+
+共享内存在进程间通信中具有高速和低开销的优势，因为进程可以直接读写共享内存，而无需进行复制或传输数据。但同时也需要注意正确地处理同步和互斥，以避免数据竞争和一致性问题。
+
+因此，当你看到"shm"时，通常指的是共享内存，而"share mem"是它的完整表达形式。这两个术语可以互换使用，表示同一概念。
+*/
+#include <sys/shm.h>
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+
+int main()
+{
+    key_t key = ftok("/", 28);
+
+    // 获取共享内存的标识
+    int shmid = shmget(key, 32, IPC_CREAT | 0666);
+    if (shmid == -1)
+    {
+        perror("shmget");
+        return 1;
+    }
+
+    printf("shmid=%d\n", shmid);
+
+    return 0;
+}

day5/shm2.c

@@ -0,0 +1,44 @@
+// 共享内存
+#include <sys/shm.h>
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <string.h>
+
+// 共享内存写数据
+int main()
+{
+    key_t key = ftok("/", 28);
+
+    // 获取共享内存的标识
+    int shmid = shmget(key, 32, IPC_CREAT | 0666);
+    if (shmid == -1)
+    {
+        perror("shmget");
+        return 1;
+    }
+
+    printf("shmid=%d\n", shmid);
+
+    // 获取共享内存的首地址
+    char *buf = shmat(shmid, NULL, 0); // NULL表示让系统自动分配共享内存的首地址
+    if (buf == (char *)-1)
+    {
+        perror("shmat");
+        return 1;
+    }
+
+    strcpy(buf, "hi, shared memory");
+    printf("write data ok\n");
+
+    /*  
+    // 删除共享内存
+    int ret = shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); // 删除共享内存
+    if (ret == -1)
+    {
+        perror("shmctl");
+        return 1;
+    }
+    printf("shared memory deleted\n");
+    */
+    return 0;
+}

day5/shm3.c

@@ -0,0 +1,42 @@
+// 共享内存
+#include <sys/shm.h>
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <string.h>
+
+// 共享内存读数据
+int main()
+{
+    key_t key = ftok("/", 28);
+
+    // 获取共享内存的标识
+    int shmid = shmget(key, 32, IPC_CREAT | 0666);
+    if (shmid == -1)
+    {
+        perror("shmget");
+        return 1;
+    }
+
+    printf("shmid=%d\n", shmid);
+
+    // 获取共享内存的首地址
+    char *buf = shmat(shmid, NULL, 0); // NULL表示让系统自动分配共享内存的首地址
+    if (buf == (char *)-1)
+    {
+        perror("shmat");
+        return 1;
+    }
+
+    printf("共享内存的数据：%s\n", buf);
+    /* 
+    // 删除共享内存
+    int ret = shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); // 删除共享内存
+    if (ret == -1)
+    {
+        perror("shmctl");
+        return 1;
+    }
+    printf("shared memory deleted\n");
+ */
+    return 0;
+}

day5/shm4.c

@@ -0,0 +1,42 @@
+// 共享内存
+#include <sys/shm.h>
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <string.h>
+
+// 解除映射
+int main()
+{
+    key_t key = ftok("/", 28);
+
+    // 获取共享内存的标识
+    int shmid = shmget(key, 32, IPC_CREAT | 0666);
+    if (shmid == -1)
+    {
+        perror("shmget");
+        return 1;
+    }
+
+    printf("shmid=%d\n", shmid);
+
+    // 获取共享内存的首地址
+    char *buf = shmat(shmid, NULL, 0); // NULL表示让系统自动分配共享内存的首地址
+    if (buf == (char *)-1)
+    {
+        perror("shmat");
+        return 1;
+    }
+
+    printf("共享内存的数据：%s\n", buf);
+
+    // 解除映射
+    int ret = shmdt(buf);
+    if (ret == -1)
+    {
+        perror("shmdt");
+        return 1;
+    }
+    printf("解除映射成功 ok\n");
+
+    return 0;
+}

day5/shm5.c

@@ -0,0 +1,47 @@
+// 共享内存
+#include <sys/shm.h>
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <string.h>
+
+// 共享内存删除
+int main()
+{
+    key_t key = ftok("/", 28);
+
+    // 获取共享内存的标识
+    int shmid = shmget(key, 32, IPC_CREAT | 0666);
+    if (shmid == -1)
+    {
+        perror("shmget");
+        return 1;
+    }
+
+    printf("shmid=%d\n", shmid);
+
+    // 获取共享内存的首地址
+    char *buf = shmat(shmid, NULL, 0); // NULL表示让系统自动分配共享内存的首地址
+    if (buf == (char *)-1)
+    {
+        perror("shmat");
+        return 1;
+    }
+
+    printf("共享内存的数据：%s\n", buf);
+
+    // 删除共享内存
+    // NULL 表示不关心共享内存的信息
+    // int ret = shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); // 删除共享内存
+
+    // 如果不写 NULL，应该写一个结构体，表示共享内存的信息
+    struct shmid_ds ds;
+    int ret = shmctl(shmid, IPC_RMID, &ds); // 删除共享内存
+    if (ret == -1)
+    {
+        perror("shmctl");
+        return 1;
+    }
+    printf("shared memory deleted\n");
+
+    return 0;
+}

day5/shm6.c

@@ -0,0 +1,109 @@
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/shm.h>
+#include <unistd.h>
+#include <sys/wait.h>
+
+typedef struct data
+{
+    int data;
+    int flag;
+} Data;
+
+int main()
+{
+    key_t key = ftok("/", 28);
+    int shmid = shmget(key, sizeof(Data), IPC_CREAT | 0666);
+
+    if (shmid == -1)
+    {
+        perror("shmget");
+        return 1;
+    }
+
+    if (fork() == 0) // 生产者进程
+    {
+        Data *data = shmat(shmid, NULL, 0);
+        if (data == (Data *)-1)
+        {
+            perror("shmat");
+            return 1;
+        }
+
+        data->flag = 0; // 初始化为 0
+        data->data = 0; // 初始化为 0
+        for (int i = 0; i < 100; i++)
+        {
+            // 等待消费者消费数据
+            while (data->flag == 1)
+                ;
+            data->data++; // 生产数据
+            data->flag = 1;
+            printf("生产者生产数据：%d\n", data->data);
+        }
+
+        // 解除映射
+        if (shmdt(data) == -1)
+        {
+            perror("shmdt");
+            return 1;
+        }
+        _exit(0); // 子进程退出
+    }
+
+    if (fork() == 0) // 消费者进程
+    {
+        Data *data = shmat(shmid, NULL, 0);
+        if (data == (Data *)-1)
+        {
+            perror("shmat");
+            return 1;
+        }
+
+        data->flag = 0; // 初始化为 0
+        data->data = 0; // 初始化为 0
+        for (int i = 0; i < 100; i++)
+        {
+            // 等待生产者生产数据
+            while (data->flag == 0)
+            {
+                printf("等待生产者生产数据\n");
+            }
+
+            printf("消费者消费数据：%d\n", data->data);
+            // 消费到 100 时退出
+            if (data->data == 10)
+                break;
+            sleep(1);
+            data->flag = 0;
+        }
+
+        // 解除映射
+        if (shmdt(data) == -1)
+        {
+            perror("shmdt");
+            return 1;
+        }
+        _exit(0); // 子进程退出
+    }
+
+    while (1)
+    {
+        // WUNTRACED 不跟踪 ?
+        int pid = waitpid(0, NULL, WUNTRACED);
+        if (pid == -1)
+        {
+            break;
+        }
+        printf("%d 子进程结束\n", pid);
+    }
+
+    // 删除共享内存
+    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1)
+    {
+        perror("shmctl");
+        return 1;
+    }
+
+    return 0;
+}