Unix網絡編程——簡介

1.簡介：

1.IPC 進程間通信方式：1.管道 2.System V 消息隊列 3.Posix消息隊列 4.遠程過程調用

2.保持進程間的同步操作：1.文件系統 2.記錄上鎖 3.System V信號量  4. Posix 信號量 5.互斥鎖  6.讀寫鎖

3.進程間的信息共享：1.穿過內核，訪問文件系統的文件信息  2.共享駐留於內核的信息   3.共享內存區

4.IPC對象的持續性：1.隨着文件系統，2.隨着內核，3.隨着進程持續的

2.Posix IPC：

1.以下三種類型的IPC合稱爲“Posix IPC”，分別是Posix消息隊列、Posix信號量、Posix共享內存區

2.Posix IPC函數彙總：

	消息隊列	信號量	共享內存區
頭文件	<mqueue.h>	<semaphore.h>	<sys/mman.h>
創建、打開或刪除IPC函數	mq_open mq_close mq_unlink	sem_open sem_close sem_unlink	shm_open shm_unlink
		sem_init sem_destory
控制IPC操作的函數	mq_getattr mq_setattr		ftruncate fstat
IPC操作函數	mq_send mq_receive mq_notify	sem_wait sem_trywait sem_post sem_getvalue	mmap munmap

3.IPC名字：

它必須符合已有的路徑名規則（必須最多由PATH_MAX個字節構成，包括結尾的空字節）。

如果它以斜槓符開頭，那麼對這些函數的不同調用將訪問同一個隊列。如果它不以斜槓符開頭，那麼效果取決於實現。

名字中額外的斜槓符的解釋由實現定義。爲移植起見，必須以一個斜槓開頭，並且不能包含其他的斜槓符。

爲了解決移植性的問題，我們使用了px_ipc_name函數：

#include "unpipc.h"
 
char* px_ipc_name(const char* name)
{
      char* dir,*dst,*slash;
      if((dst = malloc(PATH_MAX))==NULL) return NULL;//分配失敗
      if((dir=getenv("PX_IPC_NAME"))==NULL)
      {//目錄名
          #ifdef POSIX_IPC_PREFIX
               dir = POSIX_IPC_PREFIX;
          #else
               dir = "/tmp/";
          #endif
      }
      slash = (dir[strlen(dir)-1] == '/')?"":"/";
      snprintf(dst,PATH_MAX,"%S%S%S",dir,slash,name);//全路徑名稱
      return dst;
}

4.創建和打開IPC通道：

說明	mq_open	sem_open	shm_open
只讀	O_RDONLY		O_RDONLY
只寫	O_WRONLY
讀寫	O_RDWR		O_RDWR
若不存在則創建	O_CREAT	O_CREAT	O_CREAT
排他性創建	O_EXCL	O_EXCL	O_EXCL
非阻塞模式	O_NONBLOCK
若已存在則截短			O_TRUNC

5.IPC權限：

基於如下信息執行權限測試：

1、  創建時賦予該IPC對象的權限位；

2、  所請求的訪問類型（O_RDONLY、O_WRONLY或O_RDWR）；

3、  調用進程的有效用戶ID、有效組ID以及各個輔助組ID；

執行權限測試的步驟：

1、  如果當前進程的有效用戶ID爲0，那就允許訪問；

2、  在當前的進程的有效用戶ID等於該IPC對象屬主ID的前提下，如果相應的用戶訪問權限位已設置，那就允許訪問，否則就拒絕訪問；

3、  當前進程的有效組ID或它的某個輔助組ID等於該IPC對象的組ID的前提下，如果相應的組訪問權限已設置，那就允許訪問，否則拒絕訪問；

4、  如果相應的其他用戶訪問權限已設置，那就允許訪問，否則拒絕訪問。

3.System V IPC

1.也有類似於上面三種的IPC類型，分別是消息隊列、信號量、共享內存區

2、key_t鍵和ftok函數

　　三種類型的IPC使用key_t值作爲他們的名字，頭文件<sys/types.h>把key_t定義爲一個整數，通常是一個至少32位的整數，由ftok函數賦予的。函數ftok把一個已存的路徑和一個整數標識符轉換成一個key_t值，稱爲IPC鍵。函數原型如下：

#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);  //成功返回IPC鍵，出錯返回-1

3、ipc_perm結構

　　內核給每個IPC對象維護一個信息結構，內容跟內核給文件維護的信息類似。Unix下結構信息如下：

struct ipc_perm
{
key_t 　　　　　　key; 　　  /* Key supplied to semget(2) */
uid_t 　　　　 　　uid; 　　  /* Effective UID of owner */
gid_t 　　　　 　　gid; 　　  /* Effective GID of owner */
uid_t 　　　　 　　cuid; 　　 /* Effective UID of creator */
gid_t 　　　　　　 cgid; 　　 /* Effective GID of creator */
unsigned short 　 mode; 　 /* Permissions */
unsigned short     seq; 　　 /* Sequence number */
};

4、創建與打開IPC通道

　　對於key值，有兩種選擇：

（1）調用fotk函數，給它傳遞pathname和id。

（2）指定key爲IPC_PRIVATE，保證會創建一個新的、唯一的IPC對象。

5、標識符重用

　　System V IPC 標識符是系統範圍的，不是特定於進程的。ipc_perm結構含有一個名爲seq的變量，是內核爲系統每個潛在的IPC對象維護的計數器，每當刪除一個IPC對象時，內核就遞增相應的槽位號，若溢出則循環到0。這樣避免短時間內重用System V IPC標識符，有助於確保過早終止的服務器重新啓動後不會重用標識符。

6、ipcs和ipcrm程序

　　System V IPC的三種類型不是以文件系統中的路徑名標識的，不能使用ls和rm程序查看和刪除。而是同ipcs程序輸出System V IPC特性的各種信息，ipcrm則刪除一個System V 消息隊列、信號量或共享內存區。

ipcs - 分析消息隊列、共享內存和信號量
ipcs [-mqs] [-abcopt] [-C core] [-N namelist]
-m 輸出有關共享內存(shared memory)的信息
-q 輸出有關信息隊列(message queue)的信息
-s 輸出信號量(semaphore)的信息

ipcrm - 刪除ipc(清除共享內存信息)
ipcrm -m|-q|-s shm_id
-m 輸出有關共享內存(shared memory)的信息
-q 輸出有關信息隊列(message queue)的信息
-s 輸出信號量(semaphore)的信息