嵌入式学习day31-消息队列、共享内存、信号灯

最新推荐文章于 2025-12-15 15:14:09 发布

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#学习

day30练习：

编写clientA.c和clientB.c实现利用有名管道完成两个进程的聊天功能

clientA.c:

#include "../head.h"

int fatob = 0;
int fbtoa = 0;
pthread_t tid_send;
pthread_t tid_recv;

void *sendfun(void *arg)
{
    char tmpbuff[4096] = {0};   

    while (1)
    {   
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        m_fgets(tmpbuff);
        write(fatob, tmpbuff, strlen(tmpbuff));
        if (0 == strcmp(tmpbuff, ".quit"))
        {
            break;
        }
    }
    pthread_cancel(tid_recv);
    close(fatob);
    return NULL;
}

void *recvfun(void *arg)
{
    char tmpbuff[4096] = {0};

    while (1)
    {
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        read(fbtoa, tmpbuff, sizeof(tmpbuff));
        if (0 == strcmp(tmpbuff, ".quit"))
        {
            break;
        }
        printf("RECV:%s\n", tmpbuff);
    }
    pthread_cancel(tid_send);
    close(fbtoa);
    return NULL;
}

int main(void)
{
    mkfifo("/tmp/ATOB", 0777);
    mkfifo("/tmp/BTOA", 0777);

    fatob = open("/tmp/ATOB", O_RDWR);
    if (-1 == fatob)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }
    fbtoa = open("/tmp/BTOA", O_RDWR);
    if (-1 == fbtoa)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }

    pthread_create(&tid_send, NULL, sendfun, NULL);
    pthread_create(&tid_recv, NULL, recvfun, NULL);

    pthread_join(tid_send, NULL);
    pthread_join(tid_recv, NULL);

    return 0;
}

clientB.c:

#include "../head.h"

int fatob = 0;
int fbtoa = 0;
pthread_t tid_send;
pthread_t tid_recv;

void *sendfun(void *arg)
{
    char tmpbuff[4096] = {0};   

    while (1)
    {   
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        m_fgets(tmpbuff);
        write(fbtoa, tmpbuff, strlen(tmpbuff));
        if (0 == strcmp(tmpbuff, ".quit"))
        {
            break;
        }
    }
    pthread_cancel(tid_recv);
    close(fbtoa);
    return NULL;
}

void *recvfun(void *arg)
{
    char tmpbuff[4096] = {0};

    while (1)
    {
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        read(fatob, tmpbuff, sizeof(tmpbuff));
        if (0 == strcmp(tmpbuff, ".quit"))
        {
            break;
        }
        printf("RECV:%s\n", tmpbuff);
    }
    pthread_cancel(tid_send);
    close(fatob);
    return NULL;
}

int main(void)
{
    mkfifo("/tmp/ATOB", 0777);
    mkfifo("/tmp/BTOA", 0777);

    fatob = open("/tmp/ATOB", O_RDWR);
    if (-1 == fatob)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }
    fbtoa = open("/tmp/BTOA", O_RDWR);
    if (-1 == fbtoa)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }

    pthread_create(&tid_send, NULL, sendfun, NULL);
    pthread_create(&tid_recv, NULL, recvfun, NULL);

    pthread_join(tid_send, NULL);
    pthread_join(tid_recv, NULL);

    return 0;
}

消息队列：

IPC对象：

IPC对象可以理解为一种内存文件
IPC对象在操作系统关闭的情况下数据被回收掉
IPC对象可以通过文件系统来定位
每个IPC对象可以创建一个消息队列、一个共享内存、一个信号灯

IPC对象操作命令：

查看IPC对象：

ipcs
ipcs -q/-m/-s 查看消息队列/共享内存/信号灯

删除IPC对象：

ipcm
ipcm -q/-m/-s 消息队列/共享内存/信号灯的ID
ipcrm -Q/M/S IPC对象的key值

操作流程：

创建/打开消息队列
向消息队列中发送消息
从消息队列中接收消息

函数接口：

ftok：

原型：key_t ftok(const char *pathname，int proj_id);
功能：
    根据pathname和proj_id生成IPC对象名称
参数：
    pathname:路径
    proj-id:项目ID（8位）
返回值：
    成功返回创建的IPC对象的名称
    失败返回-1

msgget：

原型：int msgget(key-t key， int msgflg);
功能：
    根据key值创建消息队列
参数：
    key:IPC对象的名称
    msgflg:创建标志
    IPC_CREAT不存在创建
    IPC_EXCL存在报错
返回值：
    成功返回消息队列ID
    失败返回-1

msgsnd：

原型：int msgsnd(int msqid，const void *msgp，size_t msgsz,int msgflg);
功能：
    向消息队列中发送消息
参数：
    msqid:消息队列的ID号
    msgp：发送消息内容空间的首地址
    msgsz:发送消息内容的大小
    msgflg:发送消息的标志
返回值：
    成功返回0
    失败返回-1

msgrcv：

原型: ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long
msgtyp, int msgflg);
功能：
    从消息队列中接收消息
参数：
    msgqid:消息队列的ID号
    msgp:存放消息空间的首地址
    msgsz:最多接收消息的大小
    msgtyp:接收消息的类型
返回值：
    成功返回实际拷贝到空间的字节数
    失败返回-1

msgctl:

原型：int msgctl(int msqid，int cmd，struct msqid_ds *buf);
功能：
    删除消息队列
参数：
    msqid：消息队列的ID号
    cmd:IPC_RMID删除类型
    buf：默认为NULL
返回值：
    成功返回0
    失败返回-1

共享内存

概念：

进程空间是独立的，共享内存是开辟一段内核空间，进程都映射到这一片空间上，实现空间的共享
进程间通信最高效形式

操作方法：

创建IPC对象名称
创建共享内存
将进程空间地址映射到共享内存空间中
读写共享内存空间，实现进程间通信
解除共享内存映射
删除共享内存

函数接口：

ftok

shmget

原型: int shmget(key-t key, size_t size, int shmflg);
功能：
    创建共享内存
参数：
    key:IPC对象的键值
    size:共享内存空间大小
    shmf1g:IPC_CREAT  不存在创建
           IPC_EXCL   存放报错
返回值：
成功返回共享内存的ID号
失败返回-1

shmat

原型：void *shmat(int shmid，const void *shmaddr，int shmflg);
功能：
    将进程空间中的地址映射到共享内存中
参数：
    shmid:共享内存的ID号
    shmaddr :
    NULL：系统选择一个合适的地址进行映射
    shmflg:
    标志默认为0
返回值：
    成功返回映射到共享内存空间中的地址
    失败返回NULL

shmdt

原型：int shmdt（const void *shmaddr）;
功能：
    解除映射
参数：
    shmaddr：映射到共享内存空间中的地址
返回值：
    成功返回0
    失败返回-1

shmctl

原型: int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
功能：
    向共享内存发送命令
参数：
    shmid:共享内存ID号
    cmd:命令
    IPC_RMID删除共享内存
buf:
    默认为NULL
返回值：
    成功返回0
    失败返回-1

信号灯

概念：

搭配共享内存实现进程间通信
主要用于多进程任务间的同步
信号灯是一组信号量，即信号量的数组
用于线程间通信的信号量称为无名信号量，信号灯是有名信号量

信号灯操作：

创建信号量数组
申请信号量
释放信号量
信号量的销毁

函数接口：

ftok

semget

原型: int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
功能：
    创建信号量数组
参数：
    key:IPC对象名称
    nsems:信号量的个数
    Semflg:IPC_CREAT不存在创建
    IPC_EXCL存在报错
返回值：
    成功返回信号量数组的ID
    失败返回-1

semop

原型：int semop(int semid，struct sembuf *sops，size_t nsops);
功能：完成对一个信号量的操作
参数：
    semid:信号量数组的ID号
    sops：对信号量进行操作的空间的首地址
    nsops：对信号量进行操作的个数
返回值：
    成功返回0
    失败返回-1

unsigned short sem_num;/*semaphore number*/：操作信号量的下标
shortsem_op;/semaphoreoperation*/：+1释放1个资源-1
申请1个资源
shortsem_flg;；/operationflags*/：SEM_UNDo对信号量的操作
在进程结束后撤销

semctl

原型：int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
功能：
    利用cmd实现对信号量的操作
参数：
    semid:信号量数组的ID号
    semnum:操作的信号量的下标
    cmd:IPC_RMID 删除信号量
    SETVAL设置信号量的值
返回值：
    成功返回0
    失败返回-1

union semun {
int              val;      /* Value for SETVAL */
struct semid_ds *buf;      /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
unsigned short*array;      /* Array for GETALL， SETALL */
struct seminfo*_buf;       /* Buffer for IPC_INFO
 
                           (Linux-specific) */
};