SystemV进程通信详解（消息队列与信号量全面指南）

进程通信是操作系统中不同进程之间交换数据的方式。SystemV IPC（SystemV IPC）是一套经典的进程间通信机制，包括消息队列、信号量和共享内存。本文将详细讲解消息队列和信号量的原理、API及使用步骤，帮助初学者快速上手。

一、SystemV消息队列

消息队列允许进程以消息的形式交换数据，消息有类型和内容，可以按类型读取。与管道相比，消息队列支持双向通信和随机选择消息类型。

1. 创建或获取消息队列

使用msgget()函数，指定键值和标志，返回队列标识符。

2. 发送消息

msgsnd()将消息放入队列，消息结构需包含类型和数据。

3. 接收消息

msgrcv()根据类型从队列中取出消息，可以指定非阻塞等选项。

4. 控制操作

msgctl()可获取、设置队列属性或删除队列。

示例步骤：服务端创建队列，发送消息；客户端接收消息。实际开发中需处理错误和同步。

二、SystemV信号量

信号量用于同步进程对共享资源的访问，是一个计数器，支持P（等待）和V（释放）操作。SystemV信号量可以是一组信号量集合。

1. 创建/获取信号量集

semget()指定键值、信号量个数和标志。

2. 初始化信号量

通常使用semctl()的SETVAL操作设置初始值。

3. 信号量操作

semop()执行一组操作，每个操作指定信号量索引、操作值（-1为P，+1为V）和标志。

4. 控制操作

semctl()还可用于获取值、删除信号量集等。

示例：二元信号量实现互斥，多个进程通过P、V访问临界区。

三、关键点总结与注意事项

• 所有SystemV IPC对象使用键值（key_t）标识，可用ftok()生成。
• 操作需包含必要的头文件：、、/。
• 使用ipcs命令查看系统中的IPC对象，ipcrm删除。
• 信号量操作需小心死锁，确保PV配对。
• 消息队列避免消息过大，注意权限设置。

通过本文，你应该对SystemV IPC中的消息队列和信号量有了清晰的认识。它们是Linux系统编程中重要的进程通信工具，掌握它们将帮助你构建更复杂的多进程应用。

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