Очереди сообщений обладают весьма полезным свойством — в одной очереди можно мультиплексировать сообщения от различных процессов. Для демультиплексирования используется атрибут
msgtype
, на основании которого любой процесс может фильтровать сообщения с помощью функции msgrcv(2) как это было показано выше.
Рассмотрим типичную ситуацию взаимодействия процессов, когда серверный процесс обменивается данными с несколькими клиентами. Свойство мультиплексирования позволяет использовать для такого обмена одну очередь сообщений. Для этого сообщениям, направляемым от любого из клиентов серверу, будем присваивать значение типа, скажем, равным 1. Если в теле сообщения клиент каким-либо образом
идентифицирует себя (например, передает свой PID), то сервер сможет передать сообщение конкретному клиенту, присваивая тип сообщения равным этому идентификатору.
Поскольку функция msgrcv(2) позволяет принимать сообщения определенного типа (типов), сервер будет принимать сообщения с типом 1, а клиенты — сообщения с типами, равными идентификаторам их процессов. Схема такого взаимодействия представлена на рис. 3.19.
Рис. 3.19. Мультиплексирование сообщений в одной очереди
Атрибут
msgtype
также можно использовать для изменения порядка извлечения сообщений из очереди. Стандартный порядок получения сообщений аналогичен принципу FIFO — сообщения получаются в порядке их записи. Однако используя тип, например, для назначения приоритета сообщений, этот порядок легко изменить.
Пример приложения "Здравствуй, Мир!", использующего сообщения:
Файл описания mesg.h
#define MAXBUFF 80
#define PERM 0666
/* Определим структуру нашего сообщения. Она может отличаться
от структуры msgbuf, но должна содержать поле mtype. В данном
случае структура сообщения состоит из буфера обмена */
typedef struct our msgbuf {
long mtype;
char buff[MAXBUFF];
} Message;
Сервер:
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include "mesg.h"
main {
/* Структура нашего сообщения (может отличаться от
структуры msgbuf) */
Message message;
key_t key;
int msgid, length, n;
/* Получим ключ */
if ((key = ftok("server", 'A')) < 0) {
printf("Невозможно получить ключ\n");
exit(1);
}
/* Тип принимаемых сообщений */
message.mt_type = 1L;
/* Создадим очередь сообщений */
if ((msgid = msgget(key, РЕRМ | IPC_CREAT)) < 0) {
/* Если сообщение поступило, выведем его содержимое
на терминал */
if (n > 0) {
if (write(1, message.buff, n) != n) {
printf("Ошибка
вывода\n");
exit(1);
}
} else {
printf("Ошибка чтения сообщения\n");
exit(1);
}
/* Удалить очередь поручим клиенту */
exit(0);
}
Клиент:
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include "mesg.h"
main {
/* Структура нашего сообщения (может отличаться от
структуры msgbuf */
Message message;
key_t key;
int msgid, length;
/* Тип посылаемого сообщения, может использоваться для
мультиплексирования */
message.mtype = 1L;
/* Получим ключ */
if ((key = ftok("server", 'A')) < 0) {
printf("Невозможно получить ключ\n");
exit(1);
}
/* Получим доступ к очереди сообщений, очередь уже
должна быть создана сервером */
if ((msgid = msgget(key, 0)) < 0) {
printf("Невозможно получить доступ к очереди\n");
exit(1);
}
/* Поместим строку в сообщение */
if ((length = sprintf(message.buff,
"Здравствуй, Мир!\n")) < 0) {
printf("Ошибка копирования в буфер\n");
exit(1);
} /* Передадим сообщение */
if (msgsnd(msgid, (void*)&message, length, 0) != 0) {
printf("Ошибка записи сообщения в очередь\n");
exit(1);
}
/* Удалим очередь сообщений */
if (msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) < 0) {
printf("Ошибка удаления очереди\n");
exit(1);
}
exit(0);
}
Семафоры
Для синхронизации процессов, а точнее, для синхронизации доступа нескольких процессов к разделяемым ресурсам, используются семафоры. Являясь одной из форм IPC, семафоры не предназначены для обмена большими объемами данных, как в случае FIFO или очередей сообщений. Вместо этого, они выполняют функцию, полностью соответствующую своему названию — разрешать или запрещать процессу использование того или иного разделяемого ресурса.