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Linux IPC之IPC_PRIVATE和ftok的比较

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Linux下的多种IPC都需要使用类似xxget函数，通过一个key_t类型的值获取IPC对象id，这个key参数的传入有两种方式，一个是通过ftok调用生成，一个是IPC_PRIVATE，二者在使用上有一些区别。

ftok函数

ftok函数能够通过一个路径和子序号产生一个键值，函数调用如下：

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#include < sys/types.h>
#include < sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

其中：

  • 第一个参数pathname，是一个存在的文件或目录名，必须能够访问；

  • 第二个参数proj_id，是非0整数(一般用i节点号)

在一般的UNIX实现中，是将文件的索引节点号取出，前面加上子序号得到key_t的返回值。如指定文件的索引节点号为65538，换算成16进制为 0x010002，而你指定的ID值为38，换算成16进制为0x26，则最后的key_t返回值为0x26010002。

通过key值，IPC方法可以获取IPC对象的id，例如：

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int shmget( key_t key, size_t size, int flag);   // 共享内存

int semget(key_t key, int nsems, int flag);  // 信号量

int msgget(key_t key, int flag);    // 消息队列

ftok使用有两个点需要注意：

  • 使用 ftok创建共享内存，毫无关系的进程，可以通过得到同样的key，来操作同一个共享内存，对共享内存进行读写时，需要利用信号量进行同步或互斥。

  • 如果将pathname表示的文件删除，然后重新建立，ftok生成的key值是可能会改变的，因为虽然新建立的文件路径和文件名（或者目录）相同，但是索引节点已经改变了，这是需要在使用的时候特别注意。

IPC_PRIVATE

使用IPC_PRIVATE可以直接用于xxget函数中生成IPC对象的id，而不用ftok先生成key。其实IPC_PRIVATE表示的key为0，所以这个key和IPC对象的编号就没有了对应关系。这样毫无关系的进程，就不能通过key值来得到IPC对象的编号（因为这种方式创建的IPC对象的key值都是0）。因此，这种方式产生的IPC对象，和无名管道类似，不能用于毫无关系的进程间通信。但也不是一点用处都没有，仍然可以用于有亲缘关系的进程间通信，最常见的是父子进程。

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#include < stdio.h>
#include < stdlib.h>
#include < errno.h>
#include < sys/ipc.h>
#include < sys/types.h>
#include < sys/shm.h>
#include < string.h>
#define MAXSIZE 1024
int main() {
    int shmid;
    char *p = NULL;
    pid_t pid;

    if ((shmid = shmget(IPC_PRIVATE, MAXSIZE, 0666)) == -1) {
            perror("shmget");
            exit(-1);
    }
    if ((pid = fork()) == -1)  {
            perror("fork");
            exit(-1);
    }
    if (pid == 0)  {
        // 子进程
        if ((p = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *)-1) {
            perror("shmat");
            exit(-1);
        }
        // 写入字符串
        strcpy(p, "hello\n");
        system("ipcs -m");
        if (shmdt(p) == -1) {
            perror("shmdt");
            exit(-1);
        }
        system("ipcs -m");
    }
    else {
        // 父进程
        getchar();
        if ((p = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *)-1) {
            perror("shmat");
            exit(-1);
        }
        // 读取字符串
        printf("%s\n", (char *)p);
        if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
            perror("RM");
            exit(-1);
        }
    }
    return 0;
}
`

该程序中，父进程使用IPC_PRIVATE方式创建了共享内存，然后fork产生了子进程，由于子进程是复制父进程的方式产生的，因此，子进程也可以操作共享内存。子进程往共享内存里写了内容后，父进程可以读到。

需要注意的是，int shmID=shmget(IPC_PRIVATE,len,IPC_CREAT|0600); 需要在父子进程都可见的地方调用（即在创建子进程之前），这样父子进程中都有IPC对象，然后对IPC对象进行操作，否则不能实现内存的共享。