进程间通信概述

进程间通信有如下的目的:

  1、数据传输,一个进程需要将它的数据发送给另一个进程,发送的数据量在一个字节到几M之间;

  2、共享数据,多个进程想要操作共享数据,一个进程对数据的修改,其他进程应该立刻看到;

  3、通知事件,一个进程需要向另一个或一组进程发送消息,通知它们发生了某件事情;

  4、资源共享,多个进程之间共享同样的资源。为了做到这一点,需要内核提供锁和同步机制;

  5、进程控制,有些进程希望完全控制另一个进程的执行(如Debug进程),此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常,并能够及时知道它的状态改变。

Linux进程间通信由以下几部分发展而来:

  早期UNIX进程间通信:包括管道、FIFO、信号。

  基于System V的进程间通信:包括System V消息队列、System V信号灯(Semaphore)、System V共享内存。

  基于Socket进程间通信。

  基于POSIX进程间通信:包括POSIX消息队列、POSIX信号灯、POSIX共享内存。

Linux中,与IPC相关的命令包括:ipcs、ipcrm(释放IPC)、

IPCS命令是Linux下显示进程间通信设施状态的工具。我们知道,系统进行进程间通信(IPC)的时候,可用的方式包括信号量、共享内存、消息队列、管道、信号(signal)、套接字等形式。使用IPCS可以查看共享内存、信号量、消息队列的状态。

ipcs

1. 命令格式

  ipcs [resource-option] [output-format]
  ipcs [resource-option] -i id

2. 命令功能

  提供IPC设备的信息

3. 使用方法

 resource选项:

  ipcs -m  查看系统共享内存信息

  ipcs -q  查看系统消息队列信息

  ipcs -s  查看系统信号量信息

  ipcs [-a] 系统默认输出信息,显示系统内所有的IPC信息

IPC相关的命令-LMLPHP
[martin@localhost data]$ ipcs -a

------ Message Queues --------
key msqid owner perms used-bytes messages ------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
0x00000000 229376 martin 600 4194304 2 dest
0x00000000 196609 martin 600 524288 2 dest
0x00000000 327682 martin 600 393216 2 dest
0x00000000 491525 martin 600 2097152 2 dest ------ Semaphore Arrays --------
key semid owner perms nsems
IPC相关的命令-LMLPHP

第一列就是共享内存的key;

第二列是共享内存的编号shmid;

第三列就是创建的用户owner;

第四列就是权限perms;

第五列为创建的大小bytes;

第六列为连接到共享内存的进程数nattach;

第七列是共享内存的状态status。其中显示“dest”表示共享内存段已经被删除,但是还有用户在使用它,当该段内存的mode字段设置为 SHM_DEST时就会显示“dest”。当用户调用shmctl的IPC_RMID时,内存先查看多少个进程与这个内存关联着,如果关联数为0,就会销 毁这段共享内存,否者设置这段内存的mod的mode位为SHM_DEST,如果所有进程都不用则删除这段共享内存

输出格式控制:

  ipcs -c  查看IPC的创建者和所有者

  ipcs -l  查看IPC资源的限制信息

  ipcs -p  查看IPC资源的创建者和使用的进程ID

  ipcs -t  查看最新调用IPC资源的详细时间

  ipcs -u  查看IPC资源状态汇总信息

IPC相关的命令-LMLPHP
[martin@localhost data]$ ipcs -u --human

------ Messages Status --------
allocated queues = 0
used headers = 0
used space = 0B ------ Shared Memory Status --------
segments allocated 4
pages allocated 1760
pages resident 339
pages swapped 0
Swap performance: 0 attempts 0 successes ------ Semaphore Status --------
used arrays = 0
allocated semaphores =
IPC相关的命令-LMLPHP

 额外格式控制:

  ipcs -l --human

    以人类可以阅读的方式显示size

IPC相关的命令-LMLPHP
[martin@localhost data]$ ipcs -l --human

------ Messages Limits --------
max queues system wide = 3644
max size of message = 8K
default max size of queue = 16K ------ Shared Memory Limits --------
max number of segments = 4096
max seg size = 16E
max total shared memory = 16E
min seg size = 1B ------ Semaphore Limits --------
max number of arrays = 128
max semaphores per array = 250
max semaphores system wide = 32000
max ops per semop call = 32
semaphore max value = 3276
IPC相关的命令-LMLPHP

附:

1、显示所有的IPC设施

# ipcs -a

2、显示所有的消息队列Message Queue

# ipcs -q

3、显示所有的信号量

# ipcs -s

4、显示所有的共享内存

# ipcs -m

5、显示IPC设施的详细信息

# ipcs -q -i id

id 对应shmid、semid、msgid等。-q对应设施的类型(队列),查看信号量详细情况使用-s,查看共享内存使用-m。

6、显示IPC设施的限制大小

# ipcs -m -l

-m对应设施类型,可选参数包括-q、-m、-s。

7、显示IPC设施的权限关系

# ipcs -c

# ipcs -m -c

# ipcs -q -c

# ipcs -s -c

8、显示最近访问过IPC设施的进程ID。

# ipcs -p

# ipcs -m -p

# ipcs -q -p

9、显示IPC设施的最后操作时间

# ipcs -t

# ipcs -q -t

# ipcs -m -t

# ipcs -s -t

10、显示IPC设施的当前状态

# ipcs -u

Linux上的ipcs命令,不支持UNIX上的-b、-o指令,同样UNIX中不支持-l、-u指令,所以在编写跨平台的脚本时,需要注意这个问题。

下面的命令可以释放所有已分配的共享内存:

ipcs -m | awk '$2 ~ /[0-9]+/ {print $2}' | while read s; do sudo ipcrm -m $s; done

ipcrm

1. 命令功能

  通过指定ID删除删除IPC资源,同时将与IPC对象关联的数据一并删除,只有超级用户或IPC资源创建者能够删除

2. 使用方法

  ipcrm -M shmkey

    移除用shmkey创建的共享内存段

  ipcrm -m shmid

    移除用shmid标识的共享内存段

  ipcrm -S semkey

    移除用semkey创建的信号量

  ipcrm -s semid

    移除用semid标识的信号量

  ipcrm -Q msgkey

    移除用msgkey创建的消息队列

  ipcrm -q msgid

    移除用msgid标识的消息队列

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