Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

exit(EXIT_FAILURE);

}

exit(EXIT_SUCCESS);

}

6. Вторая программа shm2.c — поставщик; она позволяет вводить данные для потребителей. Программа очень похожа на shm1.c и выглядит следующим образом.

#include

#include

#include

#include

#include

#include "shm_com.h"

int main() {

int running = 1;

void *shared_memory = (void *)0;

struct shared_use_st *shared_stuff;

char buffer[BUFSIZ];

int shmid;

shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT);

if (shmid == -1) {

fprintf(stderr, "shmget failed\n");

exit(EXIT_FAILURE);

}

shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0);

if (shared_memory == (void *)-1) {

fprintf(stderr, "shmat failed\n");

exit(EXIT_FAILURE);

}

printf("Memory attached at %X\n", (int)shared_memory);

shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory;

while (running) {

while (shared_stuff->written_by_you == 1) {

sleep(1);

printf("waiting for client...\n");

}

printf("Enter same text: ");

fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);

strncpy(shared_stuff->some_text, buffer, TEXT_SZ);

shared_stuff->written_by_you = 1;

if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0) {

running = 0;

}

}

if (shmdt(shared_memory) == -1) {

fprintf(stderr, "shmdt failed\n");

exit(EXIT_FAILURE);

}

exit(EXIT_SUCCESS);

}

Когда вы выполните эти программы, то получите образец вывода, подобный следующему:

$ . /shm1 &

[1] 294

Memory attached at 40017000

$ ./shm2

Memory attached at 40017000

Enter some text: hello

You wrote: hello

waiting for client...

waiting for client...

Enter some text: Linux!

You wrote: Linux!

waiting for client...

waiting for client...

waiting for client...

Enter some text: end

You wrote: end

$

Как это работает

Первая программа shm1 создает сегмент совместно используемой памяти и затем присоединяет его к своему адресному пространству. Вы накладываете структуру shared_use_stна начальную область совместно используемой памяти. У нее есть флаг written_by_you, который устанавливается, когда данные доступны. Если флаг установлен, программа считывает текст, выводит его и сбрасывает флаг, чтобы показать, что данные прочитаны. Для корректного выхода из цикла примените специальную строку end. Далее программа отсоединяет сегмент совместно используемой памяти и удаляет его.

Вторая программа shm2 получает и присоединяет тот же самый сегмент совместно используемой памяти, поскольку она применяет тот же ключ 1234. Затем она просит пользователя ввести текст. Если флаг written_by_youустановлен, shm2 знает, что клиентский процесс еще не считал предыдущую порцию данных и ждет завершения чтения. Когда другой процесс очищает флаг, shm2 записывает новые данные и устанавливает флаг. Она также пользуется магической строкой endдля завершения записи и отсоединения сегмента совместно используемой памяти.

Обратите внимание на то, что вы вынуждены с помощью флага written_by_youпредоставить собственный очень грубый механизм синхронизации, который включает очень неэффективное активное ожидание (с непрерывным циклом). Такой подход сохраняет простоту примера, но в реальных программах вам следует применить семафор либо передать сообщение с помощью неименованного канала или сообщений IPC (которые будут обсуждаться в следующем разделе), либо сгенерировать сигнал (как показано в главе 11 ), чтобы обеспечить более эффективный механизм синхронизации между читающей и пишущей частями приложения.

Теперь рассмотрим третье и последнее средство System V IPC: очереди сообщений. Во многом очереди сообщений похожи на именованные каналы, но без сложностей, сопровождающих открытие и закрытие канала. Однако применение очереди сообщений не избавляет вас от проблем, возникающих при использовании именованных каналов, например блокировки заполненных каналов.

Очереди сообщений предоставляют очень легкий и эффективный способ передачи данных между двумя несвязанными процессами. У них есть преимущество по сравнению с именованными каналами, заключающееся в том, что очередь сообщений существует независимо как от отправляющего, так и от принимающего процессов, что устраняет некоторые трудности, возникающие при синхронизации открытия и закрытия именованных каналов.

Очереди сообщений обеспечивают отправку блока данных из одного процесса в другой. Кроме того, каждый блок данных наделяется типом, и принимающий процесс может получать независимо блоки данных, имеющие разные типы. Хорошо и то, что, отправляя сообщения, вы можете почти полностью избежать проблем синхронизации и блокировки, связанных с именованными каналами. Еще лучше то, что вы можете проявить предусмотрительность в отношении неотложных в том или ином смысле сообщений. К недостаткам следует отнести то, что, как и в случае каналов, в системе существует ограничение максимального объема блока данных и максимального объема всех блоков данных во всех очередях.

Наложив эти ограничения, стандарт X/Open не позаботился о способе выяснения их числовых значений за исключением того, что превышение ограничений — достаточное основание для аварийного завершения функций обработки очереди сообщений. В ОС Linux есть два определения: MSGMAXи MSGMNB, которые задают максимальный объем в байтах отдельного сообщения и максимальный объем очереди соответственно. В других системах эти макросы могут отличаться или просто отсутствовать.

Далее приведены объявления функций для работы с очередями сообщений:

#include

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

int msgget(key_t key, int msgflg);

int msgrcv(int msqid, void *msg_ptr, size_t msg_sz, long int msgtype, int msgflg);

int msgsnd(int msqid, const void *msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);

Как и в случае семафоров или совместно используемой памяти, заголовочные файлы sys/types.h и sys/ipc.h обычно автоматически включаются заголовочным файлом msg.h.

Очередь сообщений создается и предоставляет к себе доступ с помощью функции msgget:

int msgget(key_t key, int msgflg);

Программа должна предоставить значение параметра key, которое, как и в других средствах IPC, задает имя конкретной очереди сообщений. С помощью специального значения IPC_PRIVATEсоздается скрытая или частная очередь, которая теоретически доступна только текущему процессу. Как и в случае семафоров и совместно используемой памяти, в некоторых системах Linux такая очередь может не быть частной. Поскольку от скрытой или частной очереди очень мало пользы, это не слишком важная проблема. Как и раньше, второй параметр msgflgсостоит из девяти флагов прав доступа. Для создания новой очереди сообщений специальный бит со значением IPC_CREATдолжен быть объединен с правами доступа поразрядной операцией OR. Не считается ошибкой установка флага IPC_CREATи задание ключа уже существующей очереди сообщений. Если очередь уже есть, флаг IPC_CREATбезмолвно игнорируется.