进程通信_消息队列_hmm
进程通信的几种方法
进程通信的几种方法进程通信是指在操作系统中，不同的进程之间进行数据交换和信息传递的过程。
在现代操作系统中，进程通信是非常重要的，因为多个进程之间的协作可以提高系统的性能和效率。
本文将介绍几种常见的进程通信方法。
1.管道通信管道通信是一种单向、半双工的通信方式，通过创建一个管道，将一个进程的输出连接到另一个进程的输入，从而实现数据的传输。
管道通信一般用于具有父子关系的进程之间或者具有共同祖先的进程之间。
2.消息队列通信消息队列通信是一种通过操作系统内核来传递消息的机制。
进程可以将消息发送到消息队列，其他进程则可以从消息队列中接收消息。
消息队列通信具有高效、可靠、灵活等特点，常用于进程之间传递数据量较大的情况。
3.共享内存通信共享内存通信是一种进程间共享内存区域的方式。
多个进程可以访问同一块内存区域，从而实现数据的共享。
共享内存通信的优点是速度快，因为进程之间不需要进行数据的复制，但是需要进程之间进行同步和互斥操作，以避免数据的冲突。
4.信号量通信信号量通信是一种通过操作系统提供的信号量机制来实现进程间同步和互斥的方式。
进程可以通过信号量来进行互斥操作，以确保共享资源的安全访问。
信号量通信常用于进程之间共享资源的管理和同步。
5.套接字通信套接字通信是一种通过网络进行进程通信的方式，常用于不同主机之间的进程通信。
套接字通信可以通过TCP或UDP协议来实现，具有跨平台、可靠性高等特点。
总结起来，进程通信是操作系统中非常重要的一部分，不同的进程之间可以通过各种方式进行数据的交换和信息的传递。
管道通信、消息队列通信、共享内存通信、信号量通信和套接字通信是常见的几种进程通信方法。
不同的通信方法适用于不同的场景，开发人员需要根据具体需求选择合适的通信方式。
进程通信的正确使用可以提高系统的性能和效率，确保系统的稳定运行。
linux下进程通信的八种方法
linux下进程通信的八种方法在Linux下，有多种方法可以实现进程间的通信。
以下是八种常用的进程通信方法：
1. 管道（Pipe）：管道是一种半双工通信方式，可用于具有亲缘关系的父子进程之间进行通信。
2. 命名管道（Named Pipe）：命名管道也称为FIFO（First In, First Out），它可以在无亲缘关系的进程之间进行通信。
3. 信号（Signal）：进程通过发送信号给其他进程来进行通信，例如，某些特定事件发生时，一个进程可以向另一个进程发送一个信号。
4. 消息队列（Message Queue）：进程可以通过消息队列发送和接收消息，消息队列提供了一种先进先出的消息传递机制。
5. 共享内存（Shared Memory）：多个进程可以共享同一块内存区域，进程可以直接读写该内存区域来进行通信。
6. 信号量（Semaphore）：信号量用于进程间的互斥和同步，可以控制对共享资源的访问。
7. 套接字（Socket）：套接字是一种网络编程中常用的通信机制，在本地主机或网络上不同主机的进程之间进行通信。
8. 文件锁（File Locking）：进程可以使用文件锁来实现对某个文件或资源的独占访问。
详解linux进程间通信-消息队列
详解linux进程间通信-消息队列前⾔：前⾯讨论了信号、管道的进程间通信⽅式，接下来将讨论消息队列。
⼀、系统V IPC 三种系统V IPC：消息队列、信号量以及共享内存（共享存储器）之间有很多相似之处。
每个内核中的 I P C结构（消息队列、信号量或共享存储段）都⽤⼀个⾮负整数的标识符( i d e n t i f i e r )加以引⽤。
⽆论何时创建I P C结构（调⽤m s g g e t、 s e m g e t或s h m g e t） ,都应指定⼀个关键字（k e y），关键字的数据类型由系统规定为 k e y _ t，通常在头⽂件< s y s / t y p e s . h >中被规定为长整型。
关键字由内核变换成标识符。
以上简单介绍了IPC，对接下来介绍的消息队列、信号量和共享内存有助于理解。
⼆、消息队列 1、简介 消息队列是消息的链接表 ,存放在内核中并由消息队列标识符标识。
我们将称消息队列为“队列”，其标识符为“队列 I D”。
m s g g e t⽤于创建⼀个新队列或打开⼀个现存的队列。
m s g s n d⽤于将新消息添加到队列尾端。
每个消息包含⼀个正长整型类型字段，⼀个⾮负长度以及实际数据字节（对应于长度），所有这些都在将消息添加到队列时，传送给 m s g s n d。
m s g r c v⽤于从队列中取消息。
我们并不⼀定要以先进先出次序取消息，也可以按消息的类型字段取消息。
2、函数介绍ftok函数#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);//“/home/linux” , 'a'功能：⽣成⼀个key(键值)msgget函数#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>int msgget(key_t key, int msgflg);功能：创建或取得⼀个消息队列对象返回：消息队列对象的id 同⼀个key得到同⼀个对象格式：msgget(key,flag|mode);flag:可以是0或者IPC_CREAT(不存在就创建)mode:同⽂件权限⼀样msgsnd函数int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);功能：将msgp消息写⼊标识为msgid的消息队列msgp：struct msgbuf {long mtype; /* message type, must be > 0 */消息的类型必须>0char mtext[1]; /* message data */长度随意};msgsz：要发送的消息的⼤⼩不包括消息的类型占⽤的4个字节msgflg：如果是0 当消息队列为满 msgsnd会阻塞如果是IPC_NOWAIT 当消息队列为满时不阻塞⽴即返回返回值：成功返回id 失败返回-1msgrcv函数ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);功能：从标识符为msgid的消息队列⾥接收⼀个指定类型的消息并存储于msgp中读取后把消息从消息队列中删除msgtyp：为 0 表⽰⽆论什么类型都可以接收msgp：存放消息的结构体msgsz：要接收的消息的⼤⼩不包含消息类型占⽤的4字节msgflg：如果是0 标识如果没有指定类型的消息就⼀直等待如果是IPC_NOWAIT 则表⽰不等待msgctl函数int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);msgctl(msgid,IPC_RMID，NULL);//删除消息队列对象 程序2-2将简单演⽰消息队列： --- snd.c ---#include "my.h"typedef struct{long type;char name[20];int age;}Msg;int main(){key_t key = ftok("/home/liudw",'6');printf("key:%x\n",key);int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|O_WRONLY|0777);if(msgid<0){perror("msgget error!");exit(-1);}Msg m;puts("please input your type name age:");scanf("%ld%s%d",&m.type,,&m.age);msgsnd(msgid,&m,sizeof(m)-sizeof(m.type),0);return0;} --- rcv.c ---#include "my.h"typedef struct{long type;char name[20];int age;}Msg;int main(){key_t key = ftok("/home/liudw",'6');printf("key:%x\n",key);int msgid = msgget(key,O_RDONLY);if(msgid<0){perror("msgget error!");exit(-1);}Msg rcv;long type;puts("please input type you want!");scanf("%ld",&type);msgrcv(msgid,&rcv,sizeof(rcv)-sizeof(type),type,0);printf("rcv--name:%s age:%d\n",,rcv.age);msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);return0;} 运⾏演⽰： 三、详解ftok函数 ftok根据路径名，提取⽂件信息，再根据这些⽂件信息及project ID合成key，该路径可以随便设置。
Python中的进程间通信
Python中的进程间通信进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）是一种进程之间传递数据和消息的方式。
在操作系统中，进程是程序在运行时分配给它的内存空间和系统资源的实例。
不同的进程可能运行在不同的计算机上或者同一台计算机上的不同CPU中。
进程间通信是实现多个进程相互合作完成任务的必要手段之一。
进程间通信的方式可以分为多种，包括管道、消息队列、共享内存、信号量等。
Python通过提供不同的模块实现了这些方式，使得进程可以在Python中相互通信，完成不同的任务，实现高效的协作。
1.管道（Pipe）管道是在两个进程之间建立的一条通信通道，可以进行双向通信。
通常情况下，一个进程的输出被重定向到管道中，另一个进程则从管道中读取输入。
在Python中可以使用os模块的pipe()方法来建立管道。
示例代码：```pythonimport ospipe = os.pipe()pid = os.fork()if pid == 0:#子进程从管道中读取数据os.close(pipe[1])data = os.read(pipe[0], 1024)print(f"子进程读取到的数据：{data}") os._exit(0)else:#父进程向管道中写入数据os.close(pipe[0])os.write(pipe[1], b"Hello, Pipe!")os.wait()```在上面的代码中，我们先调用了pipe()方法创建了一个管道，然后使用fork()方法创建了一个子进程。
子进程从管道中读取数据，父进程则向管道中写入数据，最终等待子进程结束。
2.消息队列（Message Queue）消息队列是一种进程间通信机制，可以在不同的进程之间传递消息。
消息队列通常是先进先出的，每个消息都有一个标识符来标记其类型。
在Python中可以使用sysv_ipc模块来使用消息队列。
操作系统计算题总结
操作系统计算题总结
操作系统计算题总结
1、引言
操作系统是计算机系统中最核心的软件之一，负责管理计算机的硬件资源，并为用户应用程序提供运行环境。
在学习操作系统的过程中，计算题是对理论知识的实际应用和验证，能够帮助我们深入理解操作系统的原理和机制。
本文将总结一些常见的操作系统计算题，以及解答思路和步骤。
2、进程管理
2.1 进程调度
- 先来先服务调度算法
- 短作业优先调度算法
- 最短剩余时间优先调度算法
- 时间片轮转调度算法
- 多级反馈队列调度算法
2.2 进程同步
- 互斥量实现进程同步
- 信号量实现进程同步
- 条件变量实现进程同步
- 读写锁实现进程同步
2.3 进程通信
- 管道实现进程通信
- 消息队列实现进程通信
- 共享内存实现进程通信
- 套接字实现进程通信
3、内存管理
3.1 页面置换算法
- 先进先出算法（FIFO）
- 最近最久未使用算法（LRU）- 时钟算法
3.2 分页和分段
- 分页内存管理
- 分段内存管理
- 分页和分段的组合
3.3 虚拟内存管理
- 页面置换算法
- 页面调度算法
- 页面替换算法
4、文件系统
4.1 文件组织
- 索引结构
- 目录结构
- 文件块组织
4.2 文件分配
- 连续分配
- 分配
- 索引分配
4.3 文件权限和保护
- 用户标识和权限位
- 文件保护和访问控制列表（ACL）附件：
该文档没有涉及到附件。
法律名词及注释：
无。
windows 操作系统的通信原理
windows操作系统的通信原理
在Windows操作系统中的通信原理涉及多个方面，包括进程间通信（Inter-Process Communication,IPC）、网络通信以及设备驱动程序等。
我会尽量简要概括这些方面。
进程间通信(IPC)：
管道（Pipes）:在Windows中，管道是一种用于进程间通信的机制，允许一个进程的输出直接作为另一个进程的输入。
共享内存（Shared Memory）:允许不同进程访问相同的物理内存地址，进而实现数据共享。
消息队列（Message Queues）:进程可以通过消息队列发送和接收消息，实现进程间通信。
Socket通信：基于网络的进程间通信方式，可以在本地或者通过网络进行进程通信。
网络通信：
Windows操作系统支持多种网络协议和技术，例如TCP/IP、UDP等，用于在计算机之间进行数据交换。
常见的网络通信API，如Winsock，允许应用程序通过网络与其他计算机通信。
设备驱动程序：
Windows操作系统使用设备驱动程序作为硬件和操作系统之间的桥梁。
这些驱动程序允许操作系统与硬件设备进行通信和交互。
在Windows操作系统中，这些通信原理和机制都是为了促进不同进程、不同计算机或者硬件设备之间的数据交换和通信。
每种通信方式都有其适用的场景和特点，能够满足在不同需求下的通信要求。
C语言进程间通信方法
C语言进程间通信方法在多道程序设计中，不同的进程之间需要进行通信和协调，以实现数据交换和资源共享。
而在C语言中，有几种主要的进程间通信方法，包括管道、信号、共享内存和消息队列。
下面将逐一介绍这些方法的特点和应用场景。
1. 管道（Pipe）管道是一种半双工的通信方式，它可以在父进程和子进程之间创建一个用于通信的文件描述符。
管道可以分为匿名管道和命名管道两种。
匿名管道只能在具有亲缘关系的进程之间使用，使用函数pipe()可以创建一个管道，并返回两个文件描述符，分别用于读取和写入管道。
父进程可以将数据写入管道，子进程则从管道中读取数据。
命名管道则允许没有亲缘关系的进程之间进行通信，用于创建命名管道的函数为mkfifo()。
不同于匿名管道，命名管道可以在文件系统中创建一个特殊的文件，进程可以通过打开该文件进行通信。
2. 信号（Signal）信号是一种异步的通信方式，它用于通知进程发生了某个特定事件。
在C语言中，可以使用signal()函数来设置信号的处理函数。
进程可以通过发送信号给另一个进程来实现简单的通信。
信号的应用场景较为广泛，例如进程终止和异常处理。
当进程接收到信号时，可以根据信号的类型来执行相应的处理操作。
3. 共享内存（Shared Memory）共享内存允许多个进程之间访问同一块物理内存，以实现高效的数据共享。
进程可以使用shmget()函数创建一个共享内存区域，并使用shmat()函数将共享内存映射到本进程的地址空间中。
共享内存的好处在于数据传输效率高，因为进程直接访问内存而无需通过中介来实现通信。
然而，共享内存的使用需要更加小心，因为没有任何机制来保护共享数据的完整性和一致性。
4. 消息队列（Message Queue）消息队列是一种可以在不同进程之间传输数据的通信方式。
它允许将消息发送到消息队列中，并由其他进程从中读取。
消息的顺序按照发送的顺序进行。
通过调用msgget()函数可以创建或打开一个消息队列，而使用msgsnd()函数和msgrcv()函数分别用于发送和接收消息。
Linux系统下-进程间通信（消息队列-详解）
Linux系统下-进程间通信（消息队列-详解）Linux下进程间通信⽅式：# 有名管道 (named pipe) ：有名管道也是半双⼯的通信⽅式，但是它允许⽆亲缘关系进程间的通信。
# 消息队列( message queue ) ：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。
消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载⽆格式字节流以及缓冲区⼤⼩受限等缺点。
# 共享内存( shared memory ) ：共享内存就是映射⼀段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由⼀个进程创建，但多个进程都可以访问。
共享内存是最快的 IPC ⽅式，它是针对其他进程间通信⽅式运⾏效率低⽽专门设计的。
它往往与其他通信机制，如信号两，配合使⽤，来实现进程间的同步和通信。
System V 与 POSIX的区别：IPC存在时间⽐较⽼，许多系统都⽀持，但是接⼝复杂，并且可能各平台上实现略有区别（如ftok的实现及限制）。
POSIX是新标准，现在多数也已实现，我觉得如果只是开发的话，那么还是好，因为语法简单，并且各平台上实现都⼀样。
⼀、什么是消息队列消息队列提供了⼀种从⼀个进程向另⼀个进程发送⼀个数据块的⽅法。
每个数据块都被认为含有⼀个类型，接收进程可以独⽴地接收含有不同类型的数据结构。
我们可以通过发送消息来避免命名管道的同步和阻塞问题。
但是消息队列与命名管道⼀样，每个数据块都有⼀个最⼤长度的限制。
Linux⽤宏MSGMAX和MSGMNB来限制⼀条消息的最⼤长度和⼀个队列的最⼤长度。
数据结构msgque[MSGMNI]是⼀个msqid_ds结构的指针数组，每个msqid_ds结构指针代表⼀个系统消息队列，msgque[MSGMNI]的⼤⼩为MSGMNI=128，也就是说系统最多有MSGMNI=128个消息队列。
3、消息队列Key的获取：数据结构，因此需要⼀个消息队列的标识，让应⽤进程知道当前操作的是哪个消息队列，同时也要保证每个消息队列key值的唯⼀性⼆、消息队列与命名管道的⽐较消息队列跟命名管道有不少的相同之处，通过与命名管道⼀样，消息队列进⾏通信的进程可以是不相关的进程，同时它们都是通过发送和接收的⽅式来传递数据的。
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系统V消息队列API
系统V消息队列API共有四个，使用时需要包括几个头 文件： #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
系统V消息队列API
1）int msgget(key_t key, int msgflg) 参数key是一个键值；msgflg参数是一些标志位。该 调用返回与健值key相对应的消息队列描述字。
进程通信－消息队列
消息队列 消息队列（也叫做报文队列）能够克服早期unix 通信机制的一些缺点。 信号：传递信息有限，并且要求接受信号的进程 在某个时间范围内对信号做出反应，信号这种通 信方式更像“即时”的通信方式。 消息队列就是一个消息的链表。可以把消息看作 一个记录，具有特定的格式以及特定的优先级。 对消息队列有写权限的进程可以向中按照一定的 规则添加新消息；对消息队列有读权限的进程则 可以从消息队列中读走消息。消息队列是随内核 持续的。
操作消息队列
1、 打开或创建消息队列 2、 读写操作 3、 获得或设置消息队列属性
1、 打开或创建消息队列 消息队列的内核持续性要求每个消息队列都在系 统范围内对应唯一的键值，所以，要获得一个消 息队列的描述字，只需提供该消息队列的键值即 可； 注：消息队列描述字是由在系统范围内唯一的键 值生成的，而键值可以看作对应系统内的一条路 经。
教材例子运行结果说明
实验报告第二题参考运行结果
3、 获得或设置消息队列属性
（消息队列的信息基本上都保存在消息队列头中，因此，可以 分配一个类似于消息队列头的结构(struct msqid_ds，如 下），来返回消息队列的属性；同样可以设置该数据结构。
结构msqid_ds用来设置或返回消息队列的信息，存在于用户空间； struct msqid_ds { struct ipc_perm msg_perm; struct msg *msg_first; /* first message on queue,unused */ struct msg *msg_last; /* last message in queue,unused */ __kernel_time_t msg_stime; /* last msgsnd time */ __kernel_time_t msg_rtime; /* last msgrcv time */ __kernel_time_t msg_ctime; /* last change time */ unsigned long msg_lcbytes; /* Reuse junk fields for 32 bit */ unsigned long msg_lqbytes; /* ditto */ unsigned short msg_cbytes; /* current number of bytes on queue */ unsigned short msg_qnum; /* number of messages in queue */ unsigned short msg_qbytes; /* max number of bytes on queue */ __kernel_ipc_pid_t msg_lspid; /* pid of last msgsnd */ __kernel_ipc_pid_t msg_lrpid; /* last receive pid */ };
在以下两种情况下，该调用将创建一个新的消息队列： 如果没有消息队列与健值key相对应，并且msgflg中 包含了IPC_CREAT标志位； key参数为IPC_PRIVATE； 参数msgflg可以为以下：IPC_CREAT、IPC_EXCL、 IPC_NOWAIT或三者的或结果。 调用返回：成功返回消息队列描述字，否则返回-1。 注：参数key设置成常数IPC_PRIVATE并不意味着其他 进程不能访问该消息队列，只意味着即将创建新的消息队 列。
msgrcv()解除阻塞的条件有三个： 消息队列中有了满足条件的消息； msqid代表的消息队列被删除； 调用msgrcv（）的进程被信号中断； 调用返回：成功返回读出消息的实际字节数，否则返回-1。
系统V消息队列API
3）int msgsnd(int msqid, struct msgbuf *msgp, int msgsz, int msgflg); 向msgid代表的消息队列发送一个消息，即将发送的消 息存储在msgp指向的msgbuf结构中，消息的大小由 msgze指定。 对发送消息来说，有意义的msgflg标志为IPC_NOWAIT ，指明在消息队列没有足够空间容纳要发送的消息时， msgsnd是否等待。造成msgsnd()等待的条件有两种： 当前消息的大小与当前消息队列中的字节数之和超过 了消息队列的总容量； 当前消息队列的消息数（单位"个"）不小于消息队列的 总容量（单位"字节数"），此时，虽然消息队列中的消 息数目很多，但基本上都只有一个字节。
2、 读写操作
消息读写操作非常简单，对开发人员来说，每个消息 都类似如下的数据结构： struct msgbuf{ long mtype; char mtext[1]; }; mtype成员代表消息类型，从消息队列中读取消息 的一个重要依据就是消息的类型；mtext是消息内 容，当然长度不一定为1。因此，对于发送消息来说 ，首先预置一个ms首 先分配这样一个msgbuf缓冲区，然后把消息读入该 缓冲区即可。
系统V消息队列API
msgsnd()解除阻塞的条件有三个： 不满足上述两个条件，即消息队列中有容纳该消息的空间； msqid代表的消息队列被删除； 调用msgsnd（）的进程被信号中断； 调用返回：成功返回0，否则返回-1。
系统V消息队列API
4）int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf); 该系统调用对由msqid标识的消息队列执行cmd操作，共 有三种cmd操作：IPC_STAT、IPC_SET 、IPC_RMID。 IPC_STAT：该命令用来获取消息队列信息，返回的信 息存贮在buf指向的msqid结构中； IPC_SET：该命令用来设置消息队列的属性，要设置 的属性存储在buf指向的msqid结构中；可设置属性包 括：msg_perm.uid、msg_perm.gid、 msg_perm.mode以及msg_qbytes，同时，也影响 msg_ctime成员。 IPC_RMID：删除msqid标识的消息队列； 调用返回：成功返回0，否则返回-1。
系统V消息队列API
2）int msgrcv(int msqid, struct msgbuf *msgp, int msgsz, long msgtyp, int msgflg); 该系统调用从msgid代表的消息队列中读取一个消息，并把 消息存储在msgp指向的msgbuf结构中。 msqid为消息队列描述字；消息返回后存储在msgp指向的地 址，msgsz指定msgbuf的mtext成员的长度（即消息内容 的长度），msgtyp为请求读取的消息类型；读消息标志 msgflg可以为以下几个常值的或： IPC_NOWAIT 如果没有满足条件的消息，调用立即返回 ，此时，errno=ENOMSG IPC_EXCEPT 与msgtyp>0配合使用，返回队列中第一 个类型不为msgtyp的消息 IPC_NOERROR 如果队列中满足条件的消息内容大于所 请求的msgsz字节，则把该消息截断，截断部分将丢失。