Linux消息队列信号量（了解）

消息队列

要实现进程间通信我们必须得让不同的进程看到同一份资源，根据这个资源的不同（文件缓冲区，内存块，队列）我们将通信方式分为管道，共享内存，以及我们接下来要讲的消息队列。

消息队列的原理就是让不同的进程能看到同一个队列，每当想发送数据就将带类型的数据块（这是为了区分消息发送给谁）链入队列中，这样每个进程都能从队列中拿到发送给自己的数据。
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这种通信方式和之前将的共享内存一样是system V标准

消息队列相关的接口

创建消息队列
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控制消息队列

发送消息到消息队列，注意我们需要发送的是类似下面那张图的结构体

从消息队列中接收消息

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IPC在内核中的数据结构设计

在操作系统中，所有的IPC资源，都是在整合进程操作系统的IPC模块中

我们要管理消息队列，共享内存，信号量，其实就是管理对应的数据结构
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所以现在的问题就是我们该如何把这些数据结构管理起来呢？

在操作系统当中使用数组管理起来的。
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我们在创建共享内存的时候，操作系统就会为我们创建出他的_ds结构体
我们就让数组的某个地方，指向这个结构体的起始位置

后来，如果我们要创建消息队列，虽然他们的_ds有所不同，但是他们的第一个数据类型是一样的，所以同样可以将他的起始地址填入数组中
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对于信号量也同理。

从此往后，我要管理操作系统中的IPC资源就转化成了对该数组进行增删查改。

而我们要查找某个资源的时候只需要根据提供的key，然后遍历数组，在指向的第一个结构体中去找到这个key

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而这个XXXid(例如 shmid) 就是这个玩意的数组下标

我们可以发现，其实这里也是用c语言实现的多态。

信号量

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当我们的A正在写入，写入了一部分还没写完就被b拿走了，导致发送和接受的信息都不完整 — 数据不一致问题

管道不会有这种问题，因为管道有同步与互斥机制，而共享内存是没有保护机制的。

A B 看到的是同一份资源（共享资源），如果不加以保护就会导致数据不一致问题。
加锁 – 互斥访问 – 当我读写的时候不允许别人打扰也就是 任何时刻都只允许一个执行流访问共享资源 – 互斥
共享的，任何时刻只允许一个执行流访问(执行访问代码)的资源他就是一个 – 临界资源例如(管道) – 一般是内存空间。
并不是所有的代码都会访问临界资源，例如100行代码可能只有几行在进行拷贝等操作需要访问临界资源，我们把访问临界资源的代码称为临界区；

解释一个现象：多进程，多线程，并发打印的时候例如打印"hello 1234"
但是显示器上的消息：
1 错乱的
2 混乱的（可能有的消息没有被完全打印出来）
3 和命令行混在一起
我们想显示器打印数据本质上是往显示器文件里写入数据，所以我们会先写入显示器文佳的缓冲区内，然后操作系统再把内容刷新到显示器上我们才看到对应的内容，进程要往同一个显示器打印内容, 需要看到同一个显示器文件，所以显示器文件在这里其实是一个共享资源，由于没有对他进行保护，所以导致了数据不一致问题

理解信号量

信号量的本质就是一把计数器，类似（不是等于）int cnt = n
他是用于描述临界资源中资源数量的多少！
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为了防止n + 1 个执行流去访问 n 个资源而导致多个执行流访问同一个资源我们就有了一个计数器。

1 申请成功(计数器不为0) 就代表我具有访问资源的权限了。
2 申请了计数器资源，我当前访问我要的资源了吗？没有。申请了计数器资源的本质是对资源的预定机制
3 计数器可以有效保证进入共享资源的执行流的数量。
4 所以每一个执行流想访问共享资源的时候，不是直接去访问，而是先申请计数器资源。就比如看电影要先买票。

这个计数器我们就称为信号量

而如果信号量为1，也就代表只有一个执行流能访问这个临界资源
我们把值只能为1/0两态的计数器叫做二元信号量 – 他的本质就是一个锁。
计数器为1 本质就是不要把临界资源当做很多块了，而是当做一个整体来使用。
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那么对一个整数做--操作是安全的嘛？
不是

所以在信号量这里，对于他的操作是进行保护了的。