System V与POSIX进程通信技术实践

96、尝试使用一系列不同的大小（由常量BUF_SIZE定义）来编译两个程序，这两个程序分别用于数据写入和读取，它们之间通过该缓冲区交换数据。并记录读取程序在每个缓冲区大小下的执行时间。

可按以下思路操作：

1. 修改代码中 BUF_SIZE 常量的值；
2. 编译数据写入和读取程序；
3. 运行程序并使用 time 命令记录读取程序的执行时间，对不同的 BUF_SIZE 重复上述步骤。

97、编写一个目录服务，使用共享内存段发布名称 - 值对。你需要提供一个 API，允许调用者创建新名称、修改现有名称、删除现有名称以及检索与名称关联的值。使用信号量确保对共享内存段执行更新操作的进程具有对该段的独占访问权。

可按以下步骤实现：

1. 创建共享内存段，用 shmget 创建或获取其标识符，用 shmat 将其附加到进程的虚拟地址空间。
2. 设计数据结构，在共享内存中存储名称 - 值对，如哈希表或链表。
3. 实现信号量机制，使用 sem_init 初始化信号量，在更新共享内存时用 sem_wait 获取信号量，更新完成后用 sem_post 释放。
4. 实现 API，包括创建新名称、修改现有名称、删除现有名称和检索值的函数。
5. 编写测试代码，验证 API 功能。

98、重写使用 System V 共享内存的程序，使用共享内存映射代替 System V 共享内存。

要完成此任务，通常需要在代码中使用 mmap() 函数代替 shmget() 和 shmat() 等 System V 共享内存相关函数。以下是大致步骤：

1. 移除 System V 共享内存相关的头文件和函数调用；
2. 包含必要的头文件，如 <sys/mman.h> ；
3. 使用 mmap() 函数创建和映射共享内存；
4. 修改信号量使用以适应新的共享内存实现；
5. 移除 shmdt() 和 shmctl() 等 System V 共享内存清理函数，使用 munmap() 进行内存解除映射。

99、编写一个程序，验证madvise()函数的MADV_DONTNEED操作对可写的MAP_PRIVATE映射的作用。

1. 创建一个可写的 MAP_PRIVATE 映射；
2. 向映射写入数据；
3. 调用 madvise() 并使用 MADV_DONTNEED 操作；
4. 再次访问映射中的数据，验证数据是否按预期被丢弃，即下一次访问会导致页面错误并重新初始化页面。

在 Linux 环境下，可使用 C 语言结合 <sys/mman.h> 头文件中的相关函数来实现。

100、将序列号客户端 - 服务器应用程序重新编码为使用POSIX消息队列。

一般来说，要完成此任务，需要：

1. 用POSIX消息队列的创建、打开、发送和接收函数替代原有的FIFO操作函数；
2. 客户端和服务器使用消息队列名称来通信；
3. 注意POSIX消息队列的特性，如消息优先级、引用计数等；
4. 处理消息队列的错误和关闭、删除操作。

101、重写第46.8节的文件服务器应用程序，使用POSIX消息队列代替System V消息队列。

需要依据POSIX消息队列的特点和函数（如 mq_open 、 mq_send 、 mq_receive 等）对原使用 System V 消息队列（如 msgget 、 msgsnd 、 msgrcv 等函数）的代码进行替换和调整。

102、Write a simple chat program (similar to talk(1), but without the curses interface) using POSIX messages queues.

可按以下步骤实现：

1. 定义消息队列名称和消息结构。
2. 创建两个消息队列，一个用于发送消息，一个用于接收消息。
3. 编写发送消息的函数，使用 mq_send 函数将消息发送到对方的接收队列。
4. 编写接收消息的函数，使用 mq_receive 函数从自己的接收队列接收消息。
5. 在主函数中，使用多线程或多进程分别处理发送和接收逻辑。

以下是一个简单示例代码框架：

#include <mqueue.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

#define SEND_QUEUE_NAME "/send_queue"
#define RECV_QUEUE_NAME "/recv_queue"
#define MAX_MSG_SIZE 1024

void *receive_messages(void *arg) {
    mqd_t mqd = mq_open(RECV_QUEUE_NAME, O_RDONLY);
    if (mqd == (mqd_t)-1) {
        perror("mq_open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    char msg[MAX_MSG_SIZE];
    ssize_t num_read;
    while (1) {