本文主要是介绍IPC-共享内存-进程间通信方式 网络编程基本知识，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
共享内存是一种高效的 IPC 机制，允许不同进程共享同一块内存区域。以下是共享内存相关知识点及函数的详细介绍和示例：
1. shmget()
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功能: 创建一个新的共享内存段或获取一个现有的共享内存段的标识符。
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语法:
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg); -
参数:
key: 共享内存段的键值，通常使用ftok()函数生成。size: 共享内存段的大小（以字节为单位）。shmflg: 标志位，包含权限和创建标志。常见的标志包括IPC_CREAT（创建新段）和0666（读写权限）。
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返回值: 成功时返回共享内存标识符，失败时返回 -1。
key_t key = ftok("shmfile",65); int shmid = shmget(key, 1024, 0666|IPC_CREAT); if (shmid == -1) {perror("shmget");exit(EXIT_FAILURE); }2.shmat() -
功能: 将共享内存段附加到调用进程的地址空间。
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语法:
void* shmat(int shmid, const void* shmaddr, int shmflg); -
参数:
shmid: 共享内存标识符。shmaddr: 内存地址。通常设置为NULL，让系统自动选择地址。shmflg: 附加标志。常见的标志包括SHM_RDONLY（只读模式）。
-
返回值: 成功时返回共享内存段的地址，失败时返回
(void *) -1。
char *str = (char*) shmat(shmid, NULL, 0);
if (str == (char*) -1) {perror("shmat");exit(EXIT_FAILURE);
}
3. shmdt()
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功能: 将共享内存段从调用进程的地址空间分离。
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语法:
int shmdt(const void* shmaddr); -
参数:
shmaddr: 共享内存段的地址，通常是由shmat()返回的地址。
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返回值: 成功时返回 0，失败时返回 -1。
if (shmdt(str) == -1) {perror("shmdt");exit(EXIT_FAILURE);
}
4. shmctl()
-
功能: 控制共享内存段的操作，如删除、获取状态等。
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语法:
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf); -
参数:
shmid: 共享内存标识符。cmd: 控制命令。常见的命令包括IPC_RMID（删除共享内存段）和IPC_STAT（获取状态）。buf: 指向shmid_ds结构体的指针，用于获取共享内存段的状态或设定状态。
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返回值: 成功时返回 0，失败时返回 -1。
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {perror("shmctl");exit(EXIT_FAILURE);
}
网络模型，tcp/ip
1. OSI 模型（开放系统互联模型）
层次结构：
- 物理层（Physical Layer）： 负责数据在物理媒介上的传输，如电缆、电磁波等。定义了硬件设备和信号传输标准。
- 数据链路层（Data Link Layer）： 提供数据帧的传输，负责错误检测和纠正，确保在物理层上的数据传输的可靠性。包含 MAC（介质访问控制）地址。
- 网络层（Network Layer）： 负责数据包的路由和转发。主要协议有 IP（互联网协议），负责逻辑地址和网络路径选择。
- 传输层（Transport Layer）： 提供端到端的通信服务，主要协议有 TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议），负责数据流控制和错误恢复。
- 会话层（Session Layer）： 负责建立、管理和终止会话。处理会话恢复和同步。
- 表示层（Presentation Layer）： 处理数据格式转换、加密和解密，确保数据能够被应用层理解。
- 应用层（Application Layer）： 直接与用户交互，提供各种网络服务和应用，如 HTTP、FTP、SMTP 等。
2. TCP/IP 模型
层次结构：
- 网络接口层（Network Interface Layer）： 对应 OSI 模型的物理层和数据链路层，处理数据在网络介质上的传输。
- 网络层（Internet Layer）： 对应 OSI 的网络层，主要使用 IP 协议负责数据包的路由和传输。包括 IP 地址和路由选择。
- 传输层（Transport Layer）： 对应 OSI 的传输层，主要使用 TCP 和 UDP 协议，负责数据传输的可靠性和顺序。
- 应用层（Application Layer）： 对应 OSI 的应用层、表示层和会话层，处理网络应用的各种服务，如 HTTP、FTP、DNS、SMTP 等。
3. 客户端-服务器模型
概念：
- 客户端： 向服务器请求服务或资源的实体。通常是用户的计算机或设备。
- 服务器： 提供服务或资源的实体。通常是网络上运行的程序或服务。
工作流程：
- 客户端发送请求到服务器。
- 服务器处理请求，并返回相应的数据或服务。
- 客户端接收响应并进行处理或显示。
应用： 常见的应用包括 Web 浏览器（客户端）和 Web 服务器，邮件客户端和邮件服务器等。
4. 点对点模型（P2P）
概念：
- 点对点（P2P）： 所有节点既可以是客户端也可以是服务器。每个节点可以同时提供和请求资源。
特点：
- 去中心化： 不需要中央服务器，每个节点直接连接到其他节点。
- 弹性： 系统更具弹性，节点的加入和离开不会影响整体系统的运行。
- 应用： 文件共享（如 BitTorrent）、区块链技术等。
5. 分布式系统
概念：
- 分布式系统： 多个计算机系统通过网络协作完成任务，提供统一的服务或资源。
特点：
- 透明性： 用户通常不会感知到系统是由多个计算机组成的。
- 容错性： 系统能够处理节点的故障。
- 可扩展性： 可以通过添加更多节点来提升系统的性能或容量。
应用： 分布式数据库（如 Cassandra）、分布式文件系统（如 Hadoop HDFS）、云计算平台等。
TCP（传输控制协议）：
连接导向：在数据传输前，TCP建立一个连接（通过三次握手）。
可靠性：保证数据按顺序到达，重传丢失的数据包。
流量控制：通过窗口机制控制数据流量，避免拥堵。
拥塞控制：检测网络拥塞，并动态调整数据传输速率。
适用场景：需要可靠性和顺序保证的应用，如网页浏览、文件传输（HTTP、FTP）。
UDP（用户数据报协议）：
无连接：不建立连接，数据直接发送。
不可靠：不保证数据的顺序、完整性和可靠性，数据包可能丢失或重复。
低开销：开销小，适合高效的数据传输。
适用场景：实时性要求高但对可靠性要求低的应用，如视频流、在线游戏（VoIP、DNS）。
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TCP（传输控制协议）：
- 连接导向：在数据传输前，TCP建立一个连接（通过三次握手）。
- 可靠性：保证数据按顺序到达，重传丢失的数据包。
- 流量控制：通过窗口机制控制数据流量，避免拥堵。
- 拥塞控制：检测网络拥塞，并动态调整数据传输速率。
- 适用场景：需要可靠性和顺序保证的应用，如网页浏览、文件传输（HTTP、FTP）。
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UDP（用户数据报协议）：
- 无连接：不建立连接，数据直接发送。
- 不可靠：不保证数据的顺序、完整性和可靠性，数据包可能丢失或重复。
- 低开销：开销小，适合高效的数据传输。
- 适用场景：实时性要求高但对可靠性要求低的应用，如视频流、在线游戏（VoIP、DNS）。
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物理层 (Layer 1)
- 协议和标准：Ethernet（IEEE 802.3）、DSL、USB、RS-232
- 功能：定义了数据传输的物理特性，如电缆类型、电压水平、传输速率等。物理层负责将数据以电信号、光信号或无线信号的形式传输到网络介质中。
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数据链路层 (Layer 2)
- 协议：Ethernet、PPP（点对点协议）、HDLC（高级数据链路控制）、VLAN（虚拟局域网）
- 功能：处理数据帧的传输、错误检测和纠正，确保数据在局域网内的可靠传输。它为网络层提供了物理地址的映射（如MAC地址）。
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网络层 (Layer 3)
- 协议：IP（互联网协议，包括IPv4和IPv6）、ICMP（互联网控制消息协议）、IGMP（互联网组管理协议）
- 功能：负责数据包的路由选择和转发，将数据从源地址传输到目标地址。网络层提供逻辑地址（如IP地址）来实现网络间的通信。
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传输层 (Layer 4)
- 协议：TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）
- 功能：提供端到端的通信服务，包括数据流控制、错误检查和重传。TCP提供可靠的连接导向服务，而UDP提供无连接的、尽最大努力的传输服务。
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会话层 (Layer 5)
- 协议：NetBIOS、RPC（远程过程调用）、PPTP（点对点隧道协议）
- 功能：管理和控制会话的建立、维护和终止，确保应用程序之间的数据交换能够协调和同步。
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表示层 (Layer 6)
- 协议：SSL/TLS（安全套接字层/传输层安全性）、JPEG、MPEG、ASCII
- 功能：处理数据的表示、编码和转换，以确保不同系统之间的兼容性。它包括数据加密、解密和数据格式转换。
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应用层 (Layer 7)
- 协议：HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、DNS（域名系统）
- 功能：提供网络服务和应用程序的接口，处理用户应用程序的数据传输请求。应用层直接与用户交互，处理各种网络服务。
socket()
- 功能：创建一个新的套接字。
- 原型：
int socket(int domain, int type, int protocol); - 参数：
domain：协议族（通常为AF_INET表示IPv4）。type：套接字类型（SOCK_DGRAM表示UDP）。protocol：协议（通常为0）
sendto()
功能：向指定的目标地址发送数据。
原型：ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
参数：
sockfd：套接字描述符。
buf：要发送的数据缓冲区。
len：数据长度。
flags：通常为0。
dest_addr：指向目标地址的sockaddr结构。
addrlen：目标地址的长度。
- 功能：关闭套接字，释放资源。
- 原型：
int close(int fd); - 参数：
fd：套接字描述符。
这篇关于IPC-共享内存-进程间通信方式 网络编程基本知识的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
