【Linux】：消息队列和信号量

骑猪看日落 2024-02-17 08:56 10阅读 0赞

#### 消息队列和信号量 ####

*  一.消息队列
 *   *  1.原理
     *  2.消息队列的各种接口
     *   *  1.创建消息队列
         *  2.释放消息队列
         *  3.发送和接收信息
 *  二.信号
 *   *  1.概念
     *  2.各种接口
     *   *  1.创建信号量
         *  2.销毁信号量
         *  3.对信号量进行操作
 *  三.一个现象

## 一.消息队列 ##

### 1.原理 ###

![在这里插入图片描述][f67229b1f7c24496bb1475fcc4c672ff.png]

**这种消息队列被称为system V标准。**

> 可以使用ipcs -q来查询消息队列，用ipcrm -q+msqid来删除消息队列。

### 2.消息队列的各种接口 ###

#### 1.创建消息队列 ####

![在这里插入图片描述][457680c1262f45db8aafb8ecaf1fa2fd.png]

第一个参数

![在这里插入图片描述][9ea2f7437ed2412faac621221d58ae70.png]

第二个参数

![在这里插入图片描述][63e99d55cf1b4160a8085652bc3c2865.png]

#### 2.释放消息队列 ####

![在这里插入图片描述][31b27d23d2294066a171e3b160fe4bdf.png]

第一个参数：就是msgget的返回值（队列的唯一标识符）

第二个参数：要进行什么操作。（有许多参数可以自行查看，这里使用 IPC\_RMID删除该队列）

第三个参数：各种队列的的属性。

#### 3.发送和接收信息 ####

*发送消息*

![在这里插入图片描述][5f3acdc8fddb4df7964cd025f9d45e96.png]

第一个参数：队列的唯一标识符。

第二个参数：数据块的起始地址。

![在这里插入图片描述][0773efe0f433457296d0543087d37a2d.png]

第三个参数：数据块的大小。

第四个参数

![在这里插入图片描述][8ddbc6cf8b4743f0a9dd92d1eb463201.png]

*接收消息*

![在这里插入图片描述][2093505a7a804361b2c0c92e1dfdf63e.png]

前三个和第五个参数与读一致。

第四个参数：读取数据的类型。  
‘

## 二.信号 ##

### 1.概念 ###

![在这里插入图片描述][9630bf816a544a88adbced8cb9c918ba.png]

解释一个现象：多进程，多并发打印时会屏幕出现错乱，命令行重叠…就是因为屏幕也是文件，没有进行互斥保护。

*理解信号量（信号灯）*

**信号量（灯）的本质就是一个计数器。描述临界资源的资源数。**

![在这里插入图片描述][65c2e807e50f4c7784b6c4598c44dc40.png]

> 如果一个临界资源只能由一个执行流访问，像这种只有0，1两态的计数器称为二元信号量–本质就是一个锁！

*PV操作*

> 申请信号量，简单来说就是对计数器减减——P操作。 释放信号量，简单来说就是对计数器加加——V操作。  
> 申请和释放的PV操作——原子的（要么不做，要么就做完，没有正在做的概念）。

### 2.各种接口 ###

#### 1.创建信号量 ####

![在这里插入图片描述][4c253cebef0f414396fee3e11ee962cf.png]

> 第一个参数：key值可以参考共享内存和消息队列的key值，就不再过多描述。
> 
> 第二个参数：要创建信号的数量。
> 
> 第三个参数：也参考共享内存和消息队列的flg。
> 
> 返回信号量的唯一标识符。

#### 2.销毁信号量 ####

![在这里插入图片描述][5c65bc0baa5747a69bbf9bbed9aa609b.png]

> 第一个参数：信号量标识符。
> 
> 第二个参数：信号量个数。
> 
> 第三个参数：可以传各种控制操作(传IPC\_RMID表示删除)。

#### 3.对信号量进行操作 ####

![在这里插入图片描述][476e0b0e524f4be694ec293c55ceaf4d.png]

第一个参数：信号量唯一标识符。  
第二个参数：需要自定义一个sembuf类型的结构体，里面要包含操作哪一个信号量，信号量的操作(1代表实现V操作,-1代表实现P操作)

![在这里插入图片描述][ef0006554f7e46e4bc2e33840fa8b207.png]

## 三.一个现象 ##

**不论是之前的共享内存，还是消息队列，还是信号量…这些systemV类型通信方式，它都会先进行组织，也就是建立对应属性的结构体。**

*共享内存*

![在这里插入图片描述][d5d5043033a94b188c18c1b24b1e73d1.png]

*消息队列*

![在这里插入图片描述][9d572c89ce904ed995a9e56e210c0c13.png]

*信号量*

![在这里插入图片描述][e252666b1bd9496b8afe60038bcd717a.png]

> **这些结构体的第一个参数都是struct ipc\_perm类型。操作系统统一将这一类的结构体的地址存放在struct ipc\_permarr\[\]数组里。所以如果我们需要对资源进行增删查改就转化成了对该数组进行增删查改。**

![在这里插入图片描述][c150e95206d24cfeac9224fb21434aa8.png]

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