信号量
信号量是一个特殊的整数值，主要用来控制多个进程对临界资源的互斥访问，进程根据信号量来判断是否有 访问的资源，这与前面所讲的信号是不同的，信号是一种处理异步事件的方法，而信号量是一种进程同步机制，信号与信号量是两个不同的东西。
信号量是一个计数器，可用于同步多进程对共享数据对象得访问，为了获得共享资源，进程需要执行以下操作：
1、测试控制该资源的信号量
2、若此信号量的值为正，则进程可以使用该资源，进程将信号量值减1，表示它使用了一个资源单位
3、若此信号量的值为0，则进程进入睡眠状态，直至信号量值大于0。当进程被唤醒后，它返回至第1步。
当进程不再使用由一个信号量控制得共享资源时，该信号量值增1.如果有进程正在睡眠以等待此信号量，则唤醒他们，为了正确地实现信号量，信号量值得测试及减1操作应当是原子操作，为此，信号量通常是在内核中实现得。
常用的信号量一般初始值为1，只控制单个资源，有时也称互斥锁，但是，信号量得初值可以是任意一正值，该值说明有多少个共享资源单位可供共享应用，信号量有以下3个特性：
1、信号量并非是一个非负值，而必须将信号量定义为含有一个或多个信号量值得集合，当创建一个信号量时，要指定该集合中的各个值。(linux/sem.h struct semid_ds)
struct sem
{
ushort_t semvl;
short sempid;
ushort semncnt;
ushort semzcnt;
};
2、创建信号量对其赋初值分开，这是一个致命弱点，因为不能原子地创建一个信号量集合，并且对该集合中的所有值赋初值。
3、即使没有进程使用，但他们仍然存在，因此必须考虑在进程终止时有没有释放得信号量。
以上的三个特性就导致了信号使用的复杂性。
信号量的值通过P、V原语来进行操作改变的。
在Linux中，系统提供了信号量的操作函数，主要有以下函数：
◆key_t ftok(char *pathname, char proj);
根据参数pathname和proj 来创建一个关键字，成功时返回与路径pathname相对应的一个键值，具有唯一性，失败时返回值为-1.
◆int semget (key_t key, int nsems , int semflg);
创建一个新信号量或者取得一个现有的信号量，key是一个关键字，可以是用ftok()函数创建的，也可以是IPC_PRIVATE（/usr/include/bits$ vi ipc.h
），nsems表明创建的信号量个数，semflg是设置信号量的访问权限标志，函数调用成功时返回信号量ID，失败则返回-1.
◆int semop (int semid, struct sembuf *spos, int nspos);
对信号量进行操作的函数，用于改变信号量的键值，semid是信号量的标志，spos是指向一个结构体数组的指针，表明要进行什么操作，nspos表明数组的元素个数，调用成功则返回0，失败则返回-1.
/usr/include/linux$ vi sem.h （sembuf \ semun）
Struct sembuf （/usr/include/sys$ vi sem.h）
{
Unsigned short sem_num; /*sem index in array*/
Short sem_op; /* sem operation */
Short sem_flg;/* operation flags */ sem_flg&IPC_RND 0
};
其中，如果sem_op大于0，那么操作值加入到信号量的值中，并唤醒等待信号增加的进程，如果sem_op为0，当信号量的值是0的时候，函数返回，否则阻塞直到信号量的值为0，如果sem_op小于0，函数判断信号量的值加上这个负值，如果结果为0唤醒等待信号量为0的进程，如果小于0函数阻塞，如果大于0，那么从信号量里面减去这个值并返回。
◆int semctl (int semid, int semnum, int cmd, union semun arg);
该函数得作用是对信号量进行一系列得控制，semid是要操作得信号量标志，semnum是信号量得下标，cmd是操作的命令，经常用的两个命令是：SETVAL、IPC_RMID，arg用于设置或返回信号量信息。
Union semun
{
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
struct seminfo *__buf;
void *__pad;
}
消息队列
消息队列是将消息按队列的方式组织成的链表，每个消息都是其中的一个节点。
消息队列的运行方式与命名管道非常相似。欲与其他进程通信的进程只要将消息发送到消息队列中，目的进程就从消息队列中读取需要的消息。需要注意的是，消息队列的长度以及每个消息的大小都是有限制的。
Linux系统提供的消息队列操作函数主要有以下几个：
int msgget(key_t key,int msgflg);
int msgsnd(int msqid, const void *msgptr, int msgsz,int msgflg);
int msgrcv(int msqid, void *msgptr, int msgsz, long msgtyp, int msgflg);
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
msgget()函数与信号量的semget()函数相似，作用是创建一个消息队列。参数key是一个键值，可由用户设定也可通过ftok()函数获得。Msgflg参数设置的是一些标志位，可以是IPC_CREAT、IPC_EXCL、IPC_NOWAIT中的一个或者他们的组合。创建成功则返回消息队列ID；否则返回-1。
Msgsnd()函数的作用是将消息发送到消息队列中去。Msqid为消息队列ID。Msgptr是指想要发送的消息的指针,并且指向的缓冲区的第一个字段应为长整形，指定消息类型，消息内容存放在该缓冲区的紧跟消息类型字段的区域中。Msgsz是要发送的消息的长度。Msgflg与msgget()函数中的msgflg参数设置类似，设置当消息队列满等情况出现时的处理方式，如果msgflg设置为IPC_NOWAIT，则不发送消息并且立即返回-1；否则发送进程挂起等待。
如果msgsnd()函数调用成功，就会把消息复制到消息队列中去并返回0；否则返回-1。
Msgrcv()函数的作用是从消息队列中读取一个消息。Msqid是消息队列的ID。Msgptr保存从消息队列中读到的消息。Msgsz是msgptr指向的消息的长度。Msgtyp指定要求的消息类型，见表
Msgrcv()函数msgtyp参数说明
Msgtyp取值 |
说明 |
大于0 |
接收消息队列中类型为msgtyp的第一个可用报文 |
等于0 |
接收消息队列中的第一个可用报文 |
小于0 |
接收消息队列中小于或等于msgtyp绝对值的第一个可用报文 |
Msgflg的设置与msgsnd()函数中 的参数msgflg设置类似，用于设置如何处理当前消息队列中没有满足条件的消息的情况。
如果msgrcv()函数调用成功，则返回读出的实际字节数；否则返回-1.
Msgctl()函数是消息队列的控制函数，类似于信号量的控制函数semctl()。Msqid是消息队列的ID。Cmd是要采取的控制操作，有3个可取值，见表
参数值 |
说明 |
IPC_SET |
设置消息队列的属性，将buf指向的结构体中的数值设置为消息队列的相关性 |
IPC_STAT |
获取消息队列的属性信息并保存到buf指向的结构体中 |
IPC_RMID |
移除ID为msqid的消息队列 |
共享内存
共享内存是系统创建的特殊地址空间，允许不相关的多个进程使用这个内存空间，即多个进程能够使用同一块内存中的数据。
共享内存与其他进程通信方式相比较，不需要复制数据，直接读写内存，是一种效率非常高的进程通信方案。但它本身不提供同步访问机制，需要我们自己控制。在LINUX中，只要把共享内存段连接到进程的地址空间中，这个进程就可以访问共享内存中的地址了。
LINUX系统提供的共享内存操作函数与信号量、消息队列等类似，主要有以下几个：
（1） int shmget(key_t key,int shmsz,int shmflg);
（2） void *shmat(int shmid,const void *shmaddr, int shmflg);
如果shmaddr为0 则此段连接到由内核选择的第一个可用地址上，这是推荐的使用方式
如果shmaddr非零，并且没有指定SHM_RND，则此段链接到addr所指的地址上
如果shmaddr非零且指定SHM_RND,则此段链接到shmaddr - (addr mod ulus SHMLBA)所表示的地址上。SHM_RND的意思是低边界地址倍数，它总是2的乘方。该算式是将地址向下取最近的一个SHMLBA的倍数
（3） int shmdt (const void *shmaddr);
（4） int shmctl(int shmid, int cmd,struct shmid_ds *buf);
以上各函数含义如下:
l Shmget()函数分配一块新的共享内存。Shmsz指明共享内存的大小，以字节为单位，shmflg的设置与信号量的semget()函数中的参数semflg类似。
如果shmget()函数调用成功则返回共享内存的ID；否则返回-1.
l Shmat()函数的作用是连接共享内存与某个进程的地址空间。Shmid是shmget()函数返回的共享内存ID。Shmaddr是共享内存连接到进程中的存放地址，一般设置为空指针，表示交由系统完成这个工作。Shmflg设置共享内存的控制选项，有两个可能取值：SHM_RND(与shmaddr参数相关)与SHM_RDONLY(只允许读)。如果shmat()函数调用成功则返回指向共享内存的指针；否则返回-1.
l Shmdt()函数用来解除进程与共享内存区域的关联，使当前进程不能继续访问共享内存。参数shmaddr是shmat()函数返回的指针。如果操作成功则返回0；失败则返回-1.
l Shmctl()函数实现对共享内存区域的控制操作。其用法与消息队列的msgctl()函数类似。
sem. msg. shm 都是创建在/dev/shm目录下
ipcs
ipcs -s ipcs -q ipcs -m
ipcrm
ipcs -s -i sem_id