semaphore & ipc_message posix message queue & ipc_shared Memory_posix message queues 使用量-优快云博客

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本文介绍了信号量(semaphore)的内部实现原理，包括用户级和内核级的区别，以及如何通过SEM_UNDO标志实现进程异常终止时信号量的回滚。此外，还探讨了POSIX消息队列和System V消息队列的实现机制，特别是前者如何通过mqueue文件系统进行消息传递。

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semaphore

每个semaphore用一个sem_array来代表，每个sem_array里包含一个或者多个sem结构，sem代表一个原子信号量，用户使用的semaphore跟内核使用的semaphore有个很大的区别在于，用户的semaphore可以包含多个信号值，每个信号值用sem来代表。如果进程使用semop()操作时带上了SEM_UNDO标志，那么进程对信号量的操作将会被一个sem_undo结构记录，这样当进程因为错误而终止时，系统可以使用sem_undo结构将信号量的值恢复到进程未使用的状态。

ipc_message & posix message queue

每个message用一个msg_queue结构来进行代表，queue里的信息使用msg_msg来表示。posix message queue的实现方式跟ipc_message(system v)是不同的，它使用一个特殊文件系统mqueue来实现的，这个文件系统可以被挂载到文件系统中。每个队列使用一个mqueue_inode_info来表示的，它跟一个mqueue文件系统的inode进行关联，也是通过address_space使用page cache来使用内存的。

ipc_sharedMemory

一个共享的内存用一个shmid_kernel结构来进行表示，它里面有个field指向file结构，file指向shm特殊文件系统的inode结构，共享的内存page frame使用的是page cache，通过address_space结构跟inode进行关联。这样的做的原因有2点：

1.可以使用vfs系统接口，也就是文件操作接口来进行操作

2.可以利用vfs的实现结构，从而实现代码重用