Linux系统程序设计教程（第2版） 电子教案26-进程间通信-共享内存消息队列

教案第26次课2学时课题进程间通信-共享内存和消息队列教学目的与要求理解共享内核和消息队列的使用方法重点难点重点：共享内核和消息队列的使用方法难点：共享内核和消息队列的使用方法教学进程安排一、复习旧课，引入新课（5分钟）提问：进程间通信方式有哪些提问：SystemV信号量的使用方法引入Linux下共享内存和消息队列的使用方式。二、实施本次课教学内容（知识点明确、突出重/难点、案例和课堂实践环节的设计等）共享内存理论知识（10分钟）1、共享内存基本概念同一进程中的几个线程共享进程的数据段。同一系统中的几个进程可共享某块物理内存。各个进程占有有独立的内存空间，同时它们还可以共享某块内存，类似线程，各个进程对该空间的访问要使用互斥和同步机制。2、共享内存基本过程创建将被共享的内存空间（确定大小）将该空间映射到本进程中进行正常的读写操作解除映射如果需要，删除被共享的内存空间共享内存共享内存进程A进程B3、SystemV共享内存#include<sys/shm.h>创建并得到共享内存段intshmget(key_tkey,size_tsize,intflags);返回值：成功返回共享内存标识符，错误返回-1(置errno)控制共享内存段(包含删除)intshmctl(intshmid,intcmd,structshmid_ds*data);返回值：成功返回0，错误返回-1（置errno）连接共享内存段void*shmat(intshmid,constvoid*shmaddr,intflags);参数shmid：共享内存标识符shmaddr：进程映射内存段的地址，可指定，但一般设为NULL表示由系统安排，安排好的地址作为返回值返回。flags：对该内存的段设置是否只读(SHM_RDONLY)，默认是读写。返回值：成功返回进程中该内存段的地址，错误返回-1(置errno)断开共享内存段intshmdt(constvoid*shmaddr);返回值：成功返回0，错误返回-1（置errno）shmat说明共享内存举例shmwrtie.c创建shm并循环输入整数写入shmshmread.c从shm中获得值shmdel.c删除shm注意创建共享内存确定大小时，可以使用结构体方式确定该块内存中数据类型。创建共享内存成功后可以使用ipcs查看创建的结果ipcs是SystemVIPC提供的查看IPC信息的工具删除SystemVIPC还可以使用ipcrm–mshmid删除共享内存4、共享内存案例演示讲解，并让学生运行（30分钟）消息队列理论知识（10分钟）5、消息队列基本概念消息队列也叫报文队列，克服信号最多在接收信号进程的生命周期中有效（随进程持续）的缺点。消息队列在系统重启前一直有效（随内核持续）消息队列，即消息的一个链表，任何进程都可以向消息队列中发送消息（消息类型及正文），其他进程都可以从消息队列中根据类型获取相应的消息。6、消息队列基本过程创建消息队列根据收/发消息类型进行收/发消息如有必要，则删除消息队列说明：消息队列是先进先出的如果类型相同，先发送的消息将先被读出消息被读出则消息队列就减少一个结点。当消息队列满时的写操作或消息队列空时的读操作都会阻塞。消息类型消息类型正文消息类型正文消息类型正文7、SystemV消息队列#include<sys/msg.h>打开或创建消息队列intmsgget(key_tkey,intflags);返回值：成功返回描述符，错误返回-1（置errno）获得或设置消息队列属性intmsgctl(intmsgid,

intcmd,

structmsqid_ds*data);返回值：成功返回0，错误返回-1（置errno）发送消息msgsndintmsgsnd(intmsgid,constvoid*msgp,size_tmsgsize,

intflags);参数：msgid——消息队列标识符msgp—指针，用户自定义缓冲区，可定义成结构体类型，包含两项longmtype;代表消息类型

charmtext[MTEXTSIZE];消息正文msgsize——要发送消息正文的长度mflags——标志，若设置IPC_NOWAIT则不等待消息发出就返回返回值：成功返回0，错误返回-1（置errno）接收消息msgrcvintmsgrcv(intmsgid,void*msgp,size_tmtexsize,longmsgtype,

intflags);参数：与msgsnd类似，但要注意msgtype

>0，只接收指定类型消息的第一个

==0，则不管什么消息类型都返回第一个<0，接收等于或小于其绝对值的最低类型的第一个

如有5、6、17三类，若为-6，则获取类型5的。返回值：成功返回消息正文字节数，错误返回-1（置errno）举例：message.c根据用户输入的命令行参数不同调用不同的函数若可执行文件为a.outa.outsnumxxx向消息队列发送xxx消息，类型为numa.outrnum从消息队列中接收消息类型为numa.outd删除消息队列a.outm修改消息队列的相关信息8、消息队列案例演示讲解，并让学生运行（30分钟）课程小结（5分钟）1、共享内存小结POSIXSystemV共享内存基本过程2、消息队列小结队列，先进先出存放消息，消息包括两类信息消息类型，long消息正文，字符数组满时写或空时读都会阻塞消息队列基本过程课后学习任务布置课后任务：1将教材上关于本节课的例子自己在虚拟机中运行，观察结果。理解好共享内存和消息队列的使用方法。2完成五级项目《共享内