1.System V引入了三種高級進程間的通信機制：消息隊列、共享內寸和信號量
IPC對象(消息隊列、共享內存和信號量)存在於內核中而不是文件系統中，由用戶控制釋放，不像管道的釋放由內核控制
IPC對象通過其標識符來引用和訪問，所有IPC對象在內核空間有唯一性標誌ID，在用戶空間的唯一性標識符稱爲key
LINUX IPC 繼承自System IPC
2. System V IPC對象的訪問
IPC對象時全局對象，可用ipcs，ipcrm等命令查看或刪除
ipcs -q: 只顯示消息隊列。
ipcs -s: 只顯示信號量。
ipcs -m: 只顯示共享內存。
ipcs –help: 其他的參數
3.頭文件及函數介紹
頭文件：
在使用三種IPC機制的時候，我們肯定是通過系統調用，而這些函數所需要的頭文件需要首先搞清楚。System V的IPC操作要用到的頭文件有：
#include <sys/types.h> //公共頭文件，聲明瞭key_t類型 #include <sys/ipc.h> //公共頭文件 #include <sys/msg.h> //消息隊列函數的頭文件 #include <sys/sem.h> //信號量函數的頭文件 #include <sys/shm.h> //共享內存函數的頭文件
這裏用到的頭文件都是在sys目錄下的。前面兩個是公共的頭文件，也就是說三種IPC機制都有用到，而後面三個是和具體的IPC機制相關的，通過頭文件的名稱我們能發現它們同樣滿足前面所說的縮寫。
ftok()函數：
三個IPC機制會用到大量的函數，不同IPC所用到的函數不同但是有一個是相同的——ftok()
Unix系統中有個重要的概念叫做：萬物皆文件。在很多IPC機制中的操作都是針對文件描述符（簡稱 fd）的，然而System V卻不同，它沒有對fd進行操作，而是針對 IPC對象的id來操作的，而這個id（標識符）又是通過key（鍵）來生成的。
三種IPC有各自的函數來生成id，但是它們所利用的key卻都由函數ftok()生成，看一下函數聲明：
#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
ftok的英文可以理解爲 file to key 的縮寫。即將文件轉換成key。
參數pathname是文件路徑名（該文件必須存在，通常用當前路徑名 “.”）；proj_id被稱作子id，自己指定一個整型。注意如果兩個進程要通過System V的IPC通信，那麼它們的ftok函數的兩個參數必須相同，這樣才能生成同樣的key，從而產出同樣的id。
返回值類型key_t在<sys/types.h>中被定義，實際是一個整型（32位），該key是路徑名和子id共同作用的結果。這裏要用到該文件路徑的stat結構。（系統中每一個文件都有其對應的stat結構）。- key的31~24位爲ftok函數第二個參數proj_id的低8位。
- key的23~16位爲該文件stat結構中st_dev屬性的低8位。
- key的15~0位爲該文件stat結構中st_ino屬性的低16位。
IPC_PERM
這是一個結構體。他的英文含義是：ipc permission（IPC權限）
struct ipc_perm { key_t __key; /* key */ uid_t uid; /* 所有者的有效用戶ID */ gid_t gid; /* 所有者的有效組ID */ uid_t cuid; /* 創造者的有效用戶ID */ gid_t cgid; /* 創造者的有效組ID */ unsigned short mode; /* 權限 */ unsigned short __seq; /* 可忽略 */ };三種IPC機制都有對應的結構體，這些結構體中有一個共同的成員就是這個ipc_perm，用來標識IPC對象的權限。
IPC對象函數創建
不同IPC機制之中的很多函數之間有着異曲同工之妙，學會分類，找到各自的相同點和不同點。
| 分類 | 創建函數 | 控制函數 | 獨立函數 |
|---|---|---|---|
| 消息隊列 | msgget | msgctl | msgsnd，msgrcv |
| 信號量 | semget | semctl | semop |
| 共享內存 | shmget | shmctl | shmat，shmdt |
橫着看。可以清楚的看到同一行的函數名都有同一個頭。這個頭就是IPC機制的縮寫：msg、sem和shm。
豎着看。我把每種IPC函數都分成三類：創建函數、控制函數和獨立函數。創建函數和控制函數是三種IPC都有的，而獨立函數指的是與具體IPC機制特性相關的函數。
- 創建函數（get函數）創建的是IPC對象的標識符（id），它們以ftok生成的鍵（key）爲參數（以及其他參數）生成。
- 控制函數（ctl函數）控制的是對應IPC數據結構的成員屬性，從而改變IPC對象的狀態。
實際上key和id都能唯一地標識一個IPC對象，但是之所以沒有直接對key操作，而是拐彎對id進行操作，是因爲id除了能唯一標識IPC對象之外，還包含其他信息（比如權限）。因此通過get函數生成的id，可以類比文件描述符（fd），而get函數在功能上來說可以類比open函數。
只能說IPC的id可以類比文件描述符fd，實際上它並不是fd的一種。不信你可以寫個程序創建一個消息隊列，然後進入死循環，去/proc/進程id/fd/目錄下面看看有沒有這個id值。fd是進程相關的，進程終止之後fd被釋放，而IPC對象在進程結束之前如果沒有顯示的刪除，那麼及時進程結束了，它還獨立存在。
int msgget(key_t key, int flag); int semget(key_t key, int nsems, int flag); int shmget(key_t key, size_t size, int flag);
- IPC_CREAT 如果key不存在，則創建(類似open函數的O_CREAT)
- IPC_EXCL 如果key存在，則返回失敗(類似open函數的O_EXCL)
- IPC_NOWAIT 如果需要等待，則直接返回錯誤
通常的用法是 IPC_CREAT|IPC_EXCL ，如果不存在key則創建它，如果已存在則返回失敗（EEXIST）。
上面講得是一個類比的記憶與學習方法。另外我還提到了一個印證，指的是和shell的命令相印證，Linux中有三個命令是和System V的三個IPC相關的：
- ipcmk
- ipcrm
- ipcs
其中ipcmk命令用於創建IPC對象，來看一下它的三個主要選項：
| 選項 | 描述 |
|---|---|
| -Q | 創建一個消息隊列 |
| -S | 創建信號量，後跟一參數指明數量 |
| -M | 創建共享內存，後跟一參數指明大小 |
可知創建消息隊列的時候選項後面是沒有參數的，而創建信號量和共享內存的時候選項後面還有一參數（用於指明數量或大小）。正好信號量和共享內存的get函數也比消息隊列多一個。
CTL函數int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf); int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...); //有三參數和四參數兩種，根據cmd的不同而不同 int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
三個ctl控制函數其實是在操作三種IPC機制對應的三種數據結構：
- msqid_ds
- semid_ds
- shmid_ds
它們有共同的後綴——id_ds。ds就是data structure(數據結構)的意思。
此處要注意的是消息隊列的對應的結構體名稱，其前綴爲msq而非msg（這個縮寫有點違和，取了隊列的首字母q）
這些結構體中有一個共同的成員就是前面提到的ipc_perm。具體每個結構體的成員有誰，這裏篇幅有限，不贅述，大家自行百度谷歌，或者去man一下其對應的的控制函數。大家在學習過程中就要一層一層的抽絲剝繭，看到函數的參數是結構體，就要去探究結構體的成員，看到它的成員也是結構體，那麼就要繼續探究。
這三個函數都有一個cmd參數（控制參數），不同的IPC機制它們的控制參數是不一樣的。但是由幾個控制參數是公共的（定義在ipc.h中）。下面以消息隊列爲例（也適用於信號量和共享內存）
| IPC_RMID | 刪除消息隊列。只能由其創建者或超級用戶（root）來刪除 |
| IPC_SET | 設置消息隊列的屬性。按照buf指向的結構中的值，來設置此IPC對象 |
| IPC_STAT | 讀取消息隊列的屬性。取得此隊列的msqid_ds結構，並存放在buf中 |
| IPC_INFO | （只有Linux有）返回系統級的限制，結果放在buf中 |