【Linux】对system V本地通信的内核级理解

 一、system V版本的进程间通信技术  

        通过之前的学习,我们大致可以感受出来,共享内存,消息队列和信号量在使用的时候是有很多共性的。它们三个的接口,包括接口中传的参数有的都有很大的相似度。其实,共享内存,消息队列和信号量是操作系统针对本地进程间通信特意设计出来的system V版本的进程间通信(IPC,Inter Process Communication)技术。共享内存,消息队列和信号量所管理的资源称为IPC资源。在操作系统底层,共享内存,消息队列和信号量都是有相对应的结构体将它们维护起来的

二、共享内存,消息队列和信号量对应的结构体

2.1、共享内存内核结构体

  • shm_perm:表示该共享内存的所有权和权限 

下面就是ipc_perm结构体的内核 

  • _key:就是我们用ftok函数设置进共享内存中的key
  • uid:共享内存所有者的有效用户ID。这通常是在创建共享内存段时指定用户的ID。只有具有适当权限的用户才能对共享内存段执行特定的操作(如读、写或删除)。
  • gid:共享内存所有者所属组的有效组ID。类似于uid,它用于确定组级别的权限。如果一个进程属于拥有共享内存段的组,那么它可能具有额外的访问权限。
  • cuid:共享内存创建者的有效用户ID。这个字段用于记录最初创建共享内存段的用户的ID,通常用于审计或追踪目的。
  • cgid:共享内存创建者所属组的有效组ID。类似于cuid,它记录了创建共享内存段的组的ID。
  • mode:该共享内存的权限
  • _seq:_seq字段通常用于确保IPC对象的唯一性和追踪对象的更改。当IPC对象(如共享内存段、信号量或消息队列)被创建、修改或删除时,其序列号可能会发生变化。这有助于防止IPC对象的重复创建和避免竞态条件

        只有超级用户或创建IPC对象的进程才有权改变ipc_perm结构体的值。其他进程只能根据这些值来确定它们对共享内存段的访问权限。 

共享内存内核结构体剩余成员变量

  • shm_segsz:该共享内存的大小。
  • shm_atime:该共享内存最后一次挂接的时间。
  • shm_dtime:该共享内存最后一次去挂接的时间。
  • shm_ctime:该共享内存最后一次修改的时间。
  • shm_cpid:创建该共享内存的进程的pid。
  • shm_lpid:   最后一个挂接或去挂接该共享内存的进程的pid。
  • shm_nattch:表示当前附加到共享内存段的进程数。 

2.2、消息队列内核结构体

 2.3、信号量内核结构体

 

2.4、内核间的共性

        上面详细地介绍了共享内存的内核结构及其各个字段代表的含义,消息队列和信号量的字段有的含义跟共享内存是一样的,如果大家想了解的更多,可以在命令行中通过man指令进行查阅,这里不做赘述。这里只是想输出一个结论,共享内存、消息队列和信号量的内核在实现的时候是有很多相似性的,换句话说,就是它们三个是一个体系中的东西,在本地进程间通信这个体系中。 

三、共享内存,消息队列和信号量在内核中的组织方式

        通过上面的介绍,我们会发现,描述共享内存,消息队列和信号量的结构体的第一个成员变量都是一个叫struct ipc_perm的结构体,这个结构体在阐述共享内存时已经有详细介绍了。其中,在操作系统内核中,会有一个ipc_id_ary数组,类型就为struct ipc_perm*。未来当我们要创建一个共享内存或消息队列或信号量时,我们需要先顺着ipc_id_array数组中的下标往后找,找到一个下标后在这个下标中填入新的初始化好的struct ipc_perm*(有对应的算法来往后推算数组下标),再将共享内存或消息队列或信号量的结构体中其它的属性填好,这样一个共享内存或消息队列或信号量就被创建出来了。当我们要删除一个IPC资源的时候,只需要在该数组中将对应下标中的struct ipc_perm*释放掉就可以了。这样对IPC资源的管理就变成了对数组的增删查改

        当我们要对一个IPC资源做管理时,只需要对ipc_id_array数组中对应位置的struct ipc_perm*做强转就可以将这个结构体地址强转成一个共享内存或消息队列或信号量的地址,这时该IPC资源的类型就确定了,类型确定了里面该有的属性也就确定了。这就是C++语言中多态的思想。因为操作系统是C语言写的,所以只能用指针强转实现上面的效果

        因为结构体的第一个成员变量是struct ipc_perm*,我们也知道结构体第一个成员变量的地址就是整个结构体的起始地址,未来通过第一个成员变量的地址加上偏移量我们也可以访问该结构体中的其他成员变量。

四、总结

        其实System V的通信技术在现在已经逐渐被边缘化了。System V是一个单独设计的内核模块,其标准的设计不符合Linux下一切皆文件的思想。尽管隶属于文件部分,但已经是一个独立的模块,且shmid与文件描述符之间的兼容性做得并不好。通过上面的学习我们也可以看到,System V自己搞了一个类似于文件描述符表的ipc_id_ary数组,与文件那一套背离了。网络通信使用的是文件的接口,这使得System V标准在整合进网络结构时面临困难。随着POSIX标准的出现和普及,它为进程间通信提供了一套统一的接口和规范,使得不同的操作系统和应用程序在进程间通信上有了更好的兼容性和互操作性。这也进一步削弱了System V IPC的地位。System V版本的进程间通信技术由于设计上的局限性、与现代操作系统和网络结构的不兼容性以及新兴技术的出现,逐渐被边缘化。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/pingmian/1890.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

05 JavaScript学习:语法

JavaScript 是一种动态类型的脚本语言,广泛用于网页开发和构建交互式网页。JavaScript 的语法相对简单,但功能强大,它可以在客户端执行,并与HTML和CSS一起构建交互式的网页。 JavaScript 字面量 在 JavaScript 中,字…

面试题集中营—GC日志简析及频繁GC的调优

如何查看GC日志 有两种方式查看GC日志&#xff0c;一种是动态命令行查看 jstat -gc <pid> 300 5 第二种就是在JVM参数中增加打印的参数&#xff0c;如下&#xff1a; -XX:PrintGCDetails -XX:PrintGCTimeStamps 表示打印每次GC的日志以及GC发生的时间 -Xloggc:gc.log …

IDEA 2024.1 配置 AspectJ环境

最近Java课设在学习AspectJ&#xff0c;做PPT顺便写一个博客 下载包 首先去AspectJ官网下载一个JAR包并安装 安装完最后可以按照他的建议配置一下 然后找到AspectJ的安装位置的lib目录&#xff0c;把三个包拷到自己项目中的lib目录下 由于最新版的IDEA已经不支持AspectJ了 所…

mysql基础1——数据存储

mysql数据存储 共有4步 1&#xff09;创建数据库 2)确认字段 3)创建数据表 4)插入数据 1&#xff09;创建数据库 从系统架构看mysql数据库系统依次是数据库服务器&#xff0c;数据库&#xff0c;数据表和数据表的行与列 安装程序-->安装了数据库服务器 所有要做的第…

git版本控制系统(git详细代码大全)

一、git介绍 1.git概念 版本控制系统 (VCS)&#xff1a;跟踪文件的变化&#xff0c;以便在需要时可以回溯到先前的状态。 仓库 (Repository)&#xff1a;存储项目的所有文件和历史记录的地方。 提交 (Commit)&#xff1a;保存项目更改的快照&#xff0c;并记录相应的元数据&…

OpenHarmony开发实例:【 待办事项TodoList】

简介 TodoList应用是基于OpenHarmony SDK开发的安装在润和HiSpark Taurus AI Camera(Hi3516d)开发板标准系统上的应用&#xff1b;应用主要功能是以列表的形式&#xff0c;展示需要完成的日程&#xff1b;通过本demo可以学习到 JS UI 框架List使用&#xff1b; 运行效果 样例…

前端三剑客 HTML+CSS+JavaScript ③ HTML标准结构

生活没有任何意义&#xff0c;这就是活着的理由&#xff0c;而且是唯一的理由 —— 24.4.22 一、HTML注释 1.特点 注释的内容会被浏览器所忽略&#xff0c;不会呈现到页面中&#xff0c;但源代码中依然可见 2.作用 对代码进行解释和说明 3.写法 <!-- xxxxx --> <html&…

上位机图像处理和嵌入式模块部署(树莓派4b使用pcl点云库)

【 声明&#xff1a;版权所有&#xff0c;欢迎转载&#xff0c;请勿用于商业用途。 联系信箱&#xff1a;feixiaoxing 163.com】 图像处理&#xff0c;大家都知道它有显著的优点和缺点。优点就是分辨率高&#xff0c;信息丰富。缺点就是&#xff0c;整个图像本身没有深度信息。…

高效可扩展,使用Dask进行大数据分析

大家好&#xff0c;Dask技术作为并行计算领域的创新力量&#xff0c;正在重塑大数据的处理模式。这项开源项目为Python语言带来了强大的并行计算能力&#xff0c;突破了传统数据处理在扩展性和性能上的瓶颈。 本文将介绍Dask的发展历程、架构设计&#xff0c;并分析其在大数据…

maven exec plugin启动springboot应用并且change port更改端口(多模块)

<!--在子模块的pom中添加--><plugin><groupId>org.codehaus.mojo</groupId><artifactId>exec-maven-plugin</artifactId><version>3.2.0</version> <configuration><executable>java</executable><arg…

Vue中的 keep-alive 实现原理

Vue中的 keep-alive 实现原理 keep-alive 用法实现原理源码展示源码分析 keep-alive 用法 官方文档&#xff1a;keep-alive 的用法 keep-alive 的作用&#xff1a;主要用于保留组件状态或避免重新渲染。keep-alive 包裹动态组件时&#xff0c;会缓存不活动的组件实例&#xff0…

常用推理框架介绍

vLLM GitHub链接&#xff1a;https://github.com/vLLM/vllm优势&#xff1a;利用CPU的向量化指令集实现推理加速&#xff0c;适合在没有强大GPU资源的场景下使用。选择建议&#xff1a;如果你主要使用CPU进行推理&#xff0c;或者希望在不依赖GPU的情况下获得较好的性能&#…

Nacos服务注册中心

1.引入依赖 <dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency>2.application.properties中配置 # 应用名称 spring.application.namenacos-aserver…

【再探】设计模式-设计原则

设计原则是在编写程序时引导程序员遵循的一些原则和准则。这些原则旨在提高代码的可读性、可维护性、可扩展性和可重用性。 可读性&#xff1a;理解和沟通的难易程度。可维护性&#xff1a;修改和调整的难易程度。可扩展性&#xff1a;应对未来变化的能力。可重用性&#xff1…

接收区块链的CCF会议--SecureComm 2024 截止5.10 附录用率

会议名称&#xff1a;SecureComm CCF等级&#xff1a;CCF C类会议 类别&#xff1a;网络与信息安全 录用率&#xff1a;2022年录用率33%&#xff08;43/130) Topics Security and privacy in computer networks (e.g., wired, wireless, mobile, hybrid, sensor, vehicular,…

UI5:面向企业级应用的JavaScript框架

&#x1f90d; 前端开发工程师、技术日更博主、已过CET6 &#x1f368; 阿珊和她的猫_CSDN博客专家、23年度博客之星前端领域TOP1 &#x1f560; 牛客高级专题作者、打造专栏《前端面试必备》 、《2024面试高频手撕题》 &#x1f35a; 蓝桥云课签约作者、上架课程《Vue.js 和 E…

时间默认显示当前日期及系统时间

要将 xtdsSj 绑定到当前日期和系统时间&#xff0c;你可以在组件的 data 中初始化 xtdsSj 属性为当前日期及系统时间的字符串。然后&#xff0c;在组件创建时更新 xtdsSj&#xff0c;确保它始终显示当前日期和系统时间。 1.系统读数时间默认显示当前日期及系统时间 <templa…

斯坦福HAI年度报告增加AI4S;美阿贡国家实验室与日本最大综合研究机构建立合作;催化剂加获得深势科技未知金额投资

AI for Science 企业动态速览—— Cota Healthcare 与赛诺菲达成合作 腾讯牵头共建医疗影像国家新一代人工智能开放创新平台 催化剂加获得深势科技未知金额投资 TetraScience 与 Google Cloud 合作促进科学人工智能创新 美国阿贡国家实验室和日本理化学研究所签署谅解备忘录…

ng反向代理 conf配置

log_format szxw_timed_combined $remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" $status $body_bytes_sent "$http_referer" "$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" $request_time $upstream_response_time;#外部转发 …

15.Nacos服务分级存储模型

服务跨集群调用问题&#xff1a; 服务调用尽可能的选择本地集群的服务&#xff0c;跨集群调用延迟较高。 本地集群不可访问的情况下&#xff0c;再去访问其他集群。 如何配置集群的实例属性&#xff1a; spring: cloud:nacos:server-addr: localhost:8848 #nacos服务端地址d…